ضغط بلا خسارة: ما هو وكيفية استخدامه
ضغط بلا خسائر هو مفهوم مهم عندما يتعلق الأمر بالوسائط الرقمية. يشير إلى العملية التي يتم فيها ضغط البيانات دون أي فقدان للبيانات. يعد الضغط بدون فقد طريقة رائعة لتقليل حجم ملف الوسائط الرقمية الخاصة بك دون التضحية بالجودة.
في هذه المقالة سوف نستكشف
- ما هو ضغط ضياع,
- كيف يعملو
- كيف يمكنك استخدامه لصالحك.
هيا بنا نبدأ!
في هذا المنشور سوف نغطي:
تعريف الضغط غير المفقود
ضغط بلا خسائر هو نوع من ضغط البيانات يحافظ على جميع البيانات الأصلية أثناء عملية التشفير وفك التشفير ، بحيث تكون النتيجة نسخة طبق الأصل من الملف الأصلي أو البيانات. إنه يعمل من خلال إيجاد أنماط في البيانات وتخزينها بشكل أكثر كفاءة. على سبيل المثال ، إذا كان الملف يحتوي على 5 كلمات متكررة ، فبدلاً من تخزين هذه الكلمات المكررة الخمس ، سيؤدي الضغط بدون فقدان البيانات إلى تخزين مثيل واحد فقط من هذه الكلمة ، بالإضافة إلى الإشارة إلى المكان الذي يمكنه العثور فيه على معلومات حول استخدامه في الملف.
الغاء الاعجاب الضياع (التي تتجاهل بعض المعلومات بشكل انتقائي لتقليل الحجم) ضغط بلا خسائر يسمح لك بالحفاظ عليها دقة الصورة، وضوح النص وتكامل الملف مع لا تفقد الجودة. هذا يجعلها مناسبة للتطبيقات التي تكون فيها بعض المعلومات ضرورية ولا يمكن التضحية بها لتقليل الحجم. تشمل الاستخدامات الشائعة للضغط بدون فقدان ما يلي:
- ضغط ملفات الموسيقى (لذلك يجب أن تظل جودة الصوت كما هي)
- ضغط الصور الطبية (لأن التفاصيل الصغيرة قد تكون حاسمة للتشخيص)
- ضغط الكود المصدري لتطبيقات البرمجيات
- أرشفة الوثائق للتخزين طويل المدى.
أمثلة على الضواغط التي يمكنها استخدام هذا النوع من الخوارزميات هي ملفات ZIP و PNG وكذلك بعض تنسيقات الصور مثل TIFF و GIF.
فوائد الضغط بلا خسارة
ضغط بلا خسائر هي تقنية تقوم بضغط البيانات إلى حجم أصغر دون أي خسارة في الجودة. أصبح هذا ممكنًا من خلال استخدام الخوارزميات التي تحدد سلاسل البيانات الزائدة أو المتكررة ، ثم استبدالها بأكواد أقصر. يمكن أن يساعد استخدام هذه الطريقة في تقليل حجم البيانات بشكل كبير ، غالبًا بواسطة نصف أو أكثر، مما يمكّن المستخدمين من تخزين ونقل كميات كبيرة من المعلومات بشكل أكثر كفاءة.
بصرف النظر عن توفير مساحة التخزين ، هناك العديد من الفوائد الرئيسية الأخرى لاستخدام الضغط بدون فقدان البيانات. وتشمل هذه:
- تحسين الأداء: يمكن أن يؤدي الضغط بدون فقدان البيانات إلى تحسين السرعة التي يتم بها نقل الملفات لأنها أصغر حجمًا وتستهلك نطاقًا تردديًا أقل أثناء الإرسال أو التنزيل.
- تكامل البيانات: نظرًا لعدم فقدان أي بيانات عند استخدام الضغط بدون فقدان البيانات ، فإن أي معلومات مشفرة ستظل سليمة عند فك الضغط.
- التوافق: يمكن عادةً فتح الملفات المضغوطة باستخدام مجموعة متنوعة من التطبيقات على منصات مختلفة نظرًا لخوارزميات التشفير القياسية الخاصة بها.
- تقليل وقت المعالجة: يؤدي تقليل حجم الملف إلى تسريع عمليات مثل الطباعة والتدفق والتحرير لأن الملفات الأصغر تتطلب طاقة حوسبة أقل.
أنواع الضغط غير المفقود
هناك أنواع مختلفة من ضغط بلا خسائر التقنيات التي تسمح لك بضغط البيانات دون فقد أي معلومات. أكثر أنواع الضغط عديم الفقد شيوعًا هي ZIP و gzip و LZW. هذه الثلاثة ، إلى جانب الأنواع المختلفة الأخرى ، جميعها لها مزاياها وعيوبها.
في هذه المقالة ، سنناقش الأنواع المختلفة من طرق الضغط بدون فقدان البيانات وكيفية استخدامها:
الشروع في العمل مع القصص المصورة وقف الحركة الخاصة بك
اشترك في النشرة الإخبارية لدينا واحصل على تنزيل مجاني مع ثلاث لوحات قصصية. ابدأ بإحياء قصصك!
سنستخدم عنوان بريدك الإلكتروني فقط في نشرتنا الإخبارية ونحترمك خصوصية
- ZIP
- GZIP
- LZW
تشغيل طول الترميز
ترميز طول التشغيل (RLE) هي خوارزمية لضغط البيانات تُستخدم لتقليل حجم الملف دون فقد أي بيانات. إنه يعمل عن طريق تحليل البيانات والبحث عن أحرف متتالية ثم ضغطها في شكل أصغر وأكثر تركيزًا. هذا يجعل الملفات أسهل في التخزين والنقل. أثناء عملية فك الضغط ، يمكن إعادة بناء البيانات الأصلية بالكامل.
يستخدم Run Length Encoding بشكل شائع لضغط الصور الرقمية لأنه يقلل بشكل فعال من تكرار المعلومات في مواد مثل الأنماط المتكررة ، يدير بكسل أو مساحات كبيرة مليئة بلون واحد. المستندات النصية هي أيضًا مرشحة مناسبة لضغط RLE لأنها غالبًا ما تحتوي على كلمات وعبارات متكررة.
يستفيد Run Length Encoding من حقيقة وجود العديد من العينات المتسلسلة داخل ملفات الصوت قيم متطابقة لتقليل حجمها مع الحفاظ على جودتها الأصلية عند فك الضغط. هذا يمكن أن يؤدي إلى تخفيضات كبيرة في حجم الملف - عادة 50٪ أو أكثر - مع خسائر قليلة جدًا من حيث جودة الصوت والأداء.
عند استخدام ترميز RLE ، من المهم أن تتذكر أنه على الرغم من أنه من المحتمل أن يقلل من أحجام الملفات المتعلقة بالصوت أو ملفات الصور ، فقد لا يكون مفيدًا في الواقع لأنواع الملفات النصية التي تميل إلى عدم وجود الكثير من التكرار نظرًا لطريقة صياغتها بشكل تقليدي . لذلك قد يكون من الضروري إجراء بعض التجارب مع أنواع مختلفة من التطبيقات قبل اتخاذ قرار نهائي بشأن ما إذا كان هذا النوع من تقنية الضغط هو الأنسب لاحتياجاتك.
ترميز هوفمان
ترميز هوفمان هي خوارزمية ضغط بيانات تكيفية بدون فقدان البيانات. تستخدم هذه الخوارزمية مجموعة من رموز البيانات ، أو الأحرف ، جنبًا إلى جنب مع تكرار حدوثها في ملف لإنشاء كود بادئة فعال. يتكون هذا الرمز من كلمات مشفرة أقصر تمثل أحرفًا أكثر تكرارًا وكلمات تشفير أطول تمثل الكلمات الأكثر ندرة. باستخدام هذه الرموز ، يمكن لـ Huffman Coding تقليل حجم الملف مع تأثير ضئيل على تكامل بياناته.
يعمل Huffman Coding في خطوتين: إنشاء مجموعة من رموز الرموز الفريدة واستخدامها لضغط تدفق البيانات. يتم إنشاء أكواد الرموز عمومًا من توزيع الأحرف المتنوع للملف ومن المعلومات التي تم الحصول عليها من خلال فحص الترددات النسبية التي بها شخصيات مختلفة تحدث فيه. بشكل عام ، يعمل Huffman Coding بكفاءة أكبر من خوارزميات الضغط الأخرى عند استخدامها في تدفقات البيانات التي تحتوي على رموز تحتوي على احتمالات غير متكافئة لحدوثها - على سبيل المثال ، توصيف مستند نصي فيه بعض الأحرف (مثل "e") تحدث أكثر من غيرها (مثل "z").
الترميز الحسابي
يسمى أحد أنواع الضغط بدون فقدان البيانات الذي يمكن استخدامه الترميز الحسابي. تستفيد هذه الطريقة من حقيقة أن تدفق البيانات يمكن أن يحتوي على أجزاء زائدة تشغل مساحة ، ولكنها لا تنقل أي معلومات فعلية. يقوم بضغط البيانات عن طريق إزالة هذه الأجزاء الزائدة مع الحفاظ على محتوى المعلومات الأصلي.
لفهم كيفية عمل الترميز الحسابي ، دعنا نفكر في مثال قائم على النص. لنفترض أن هناك أربعة أحرف في دفق البيانات لدينا - أ ، ب ، ج ، و D. إذا تم ترك البيانات غير مضغوطة ، فسيأخذ كل حرف ثماني بتات لإجمالي 32 بت عبر التدفق بأكمله. مع الترميز الحسابي ، فإن القيم المتكررة مثل أ و ب يمكن تمثيلها بأقل من ثماني بتات لكل منها.
في هذا المثال ، سوف نستخدم كتل من أربع بتات لتمثيل كل حرف مما يعني أنه يمكن تجميع جميع الأحرف الأربعة في كتلة واحدة من 16 بت. ينظر المشفر إلى تدفق البيانات ويعين الاحتمالات لكل حرف بناءً على احتمال ظهورها في سلاسل متتالية من أجل توفير مساحة مع ضمان أقصى قدر من الدقة عند فك ضغطها في الطرف الآخر. أثناء الضغط ، فإن الأحرف ذات الاحتمالات الأعلى فقط تأخذ عددًا أقل من البتات بينما تلك ذات الترددات المنخفضة أو تلك التي تظهر في كثير من الأحيان تتطلب عددًا أكبر من البتات لكل كتلة حرف ولكنها تظل مجمعة داخل كتلة واحدة من 16 بت مثل قبل حفظ عدة وحدات بايت عبر تدفق البيانات بالكامل عندما مقارنة بنسخته غير المضغوطة.
كيفية استخدام ضغط بلا خسارة
ضغط بلا خسائر هي طريقة لترميز البيانات وضغطها دون فقدان أي معلومات. تُستخدم طريقة الضغط هذه لتقليل حجم الصور الرقمية وملفات الصوت والفيديو. يتيح الضغط بدون فقدان البيانات تخزين البيانات في جزء صغير من حجمها الأصلي ، مما ينتج عنه ملف أصغر بكثير.
لذا ، دعنا ندخل في التفاصيل ونستكشف كيفية استخدام الضغط بدون فقدان البيانات:
تنسيقات الملفات
ضغط بلا خسائر هو نوع من ضغط البيانات يقلل من حجم الملف دون التضحية بأي من البيانات الموجودة في الملف الأصلي. وهذا يجعلها طريقة مثالية لضغط الملفات الكبيرة مثل الصور الرقمية وملفات الصوت ومقاطع الفيديو. لاستخدام هذا النوع من الضغط ، يجب أن تفهم أنواع الملفات التي تدعمها الضواغط غير المفقودة وكيفية إعدادها بشكل صحيح للحصول على أفضل النتائج.
عند ضغط ملف لأغراض غير ضياع ، يكون لديك العديد من الخيارات لتنسيقات الملفات. على الأرجح ، ستختار بين ملفات JPEG و PNG حيث يقدم كلاهما نتائج ممتازة مع أحجام ملفات جيدة. يمكنك أيضًا استخدام تنسيقات مثل GIF أو TIFF إذا كان برنامجك يدعمهم. هناك أيضًا بعض التنسيقات المضغوطة المحددة المصممة خصيصًا للصوت أو الفيديو. وتشمل هذه FLAC (صوت بلا خسارة) ، AVI (فيديو بدون فقدان) ، وتنسيق Apple Lossless (ALAC) في QuickTime.
من المهم ملاحظة أنه على الرغم من أن هذه التنسيقات توفر ضغطًا أفضل من نظيراتها غير المضغوطة ، إلا أنه قد يكون من الصعب التعامل معها بسبب دعمها المحدود في بعض التطبيقات والبرامج. اعتمادًا على الإعداد الخاص بك ، باستخدام تنسيقات غير مضغوطة قد يكون أبسط على المدى الطويل حتى لو كان يشغل مساحة أكبر على القرص.
أدوات الضغط
تتوفر مجموعة متنوعة من أدوات الضغط المصممة لتقليل حجم ملفات البيانات مع الحفاظ على تكامل البيانات الأصلية. تستخدم هذه الأدوات خوارزميات لتحديد البيانات المكررة وتجاهلها من الملف دون فقد أي معلومات.
يعد الضغط بدون فقد مفيد بشكل خاص للصور الرسومية أو تسجيلات الصوت والفيديو. أدوات مثل ZIP و RAR و Stuffit X و GZIP و ARJ دعم مستويات مختلفة من الضغط بدون فقد لمجموعة متنوعة من أنواع الملفات بما في ذلك ملفات PDF والملفات التنفيذية المضغوطة (EXE). على سبيل المثال ، إذا قمت بضغط صورة بأحد هذه التنسيقات في الحد الأقصى لضبط الحجم، ستكون قادرًا على فتح تلك الصورة وعرضها دون فقد أي تفاصيل أو معلومات ملونة.
ستؤثر الخوارزمية المستخدمة على حجم الملف الذي يمكن تحقيقه بالإضافة إلى الوقت الذي تستغرقه معالجة ملف وضغطه. يمكن أن يتراوح هذا من دقائق إلى عدة ساعات اعتمادًا على مدى تعقيد الأداة التي اخترتها. أدوات الضغط الشائعة مثل 7-زيب (LZMA2) تقدم مستويات أعلى من الضغط ولكنها تتطلب أوقات معالجة أطول. برامج محسّنة للغاية مثل SQ = ض (سكواش) هي إجراءات روتينية منخفضة المستوى يمكنها ضغط وحدات بايت إضافية بسرعة البرق مقارنة بالتطبيقات الأكثر شيوعًا مثل برنامج لضغط الملفات or برنامج WinRAR لكن تعقيدها التقني يعني أنه نادرًا ما يستخدمها مستخدمو أجهزة الكمبيوتر الشخصية الهواة.
ضغط الصورة
ضغط الصورة هي طريقة لتقليل كمية البيانات المطلوبة لتمثيل صورة رقمية. يتم ذلك بإحدى الطريقتين أو كليهما: عن طريق إزالة أو تقليل بيانات الصورة غير المهمة ، تسمى ضغط بلا خسائر؛ أو عن طريق حذف البيانات بعناية ، يسمى الضياع.
بدافع ضغط بلا خسائر، تظهر الصورة تمامًا كما كانت قبل ضغطها وتستخدم ذاكرة أقل للتخزين. مع الضياع تقنية ، يتم فقد بعض البيانات عند حفظ الملف وإعادة ضغطه ولكن عند القيام بذلك بشكل صحيح ، يجب عدم رؤية أي تشويه مرئي من الملف الأصلي غير المضغوط.
تُستخدم تقنيات الضغط غير المفقودة على نطاق واسع في التصوير الفوتوغرافي الرقمي وفي سير عمل التصميم الجرافيكي. تسمح تقنيات بدون فقد الملفات بضغطها إلى أحجام أصغر بكثير مما لو تم ضغطها بطرق أخرى مثل صور JPEG المصممة من أجل الضياع حيث تحصل على حجم ملف أصغر على حساب الجودة أو التفاصيل المفقودة.
تتضمن تنسيقات الصور غير المفقودة ما يلي:
- الألعاب النارية PNGs (اورتف)
- صور GIF (جيف)
- والشكل الأكثر استخدامًا TIFF (شجار).
يمكن لتطبيقات برامج معالجة الصور مثل Photoshop فتح أنواع مختلفة من الصور وتحويلها إلى أحد هذه التنسيقات باستخدام ميزات مثل "حفظ باسم" وهو عدد المرات التي يتم فيها تحويل الملفات بين التنسيقات دون الحاجة إلى تنزيل برامج إضافية.
بعض تنسيقات الصور البديلة مثل جبيغ شنومكس (jp2) تستخدم أيضًا هذا النوع من تقنية الضغط ولكنها توفر فائدة إضافية حيث يمكنها تخزين معلومات مباشرة أكثر دقة مقارنةً بصور JPEG مع استمرار وجود حجم ملف صغير بسبب مخطط الترميز الفعال الخاص بها.
وفي الختام
ضغط بلا خسائر هي أداة قوية يمكن أن تساعدك في تقليل أحجام الملفات وتوفير مساحة التخزين ، مع التأكد أيضًا من عدم فقد أي بيانات في هذه العملية. يمكّنك من ضغط الملفات دون فقد أي من المعلومات التي تحتوي عليها ، مما يجعلها أسهل في التخزين والوصول والمشاركة.
في النهاية، ضغط بلا خسائر أداة أساسية لتخزين البيانات الحديثة وإدارتها.
ملخص للضغط غير المفقود
ضغط بلا خسائر هو نوع من تقنيات ضغط البيانات التي تقلل من أحجام الملفات دون التضحية بأي من البيانات الموجودة داخلها. إنه مثالي لضغط الملفات النصية مثل المستندات وجداول البيانات وكذلك الصور والملفات الصوتية.
الفائدة الرئيسية للضغط بدون فقدان هو أنه يسمح لك بتقليل حجم الملف دون التضحية بجودة الملف. هذا يعني أنه يمكن ضغط الملف نفسه عدة مرات ، مما يسهل تخزين ونقل الملفات الكبيرة بسرعة وسهولة. كما يسمح باستخدام تخزين أكثر كفاءة عن طريق إزالة البيانات الزائدة عن الحاجة من ملف وتخزين العناصر الأساسية فقط من المعلومات.
بشكل عام ، هناك نوعان من خوارزميات الضغط غير المنقوص - الخوارزميات القائمة على القاموس مثل Deflate / GZip أو Lempel-Ziv (الذي يضغط الملفات في قائمة مفهرسة) أو طرق القضاء على التكرار مثل الترميز الحسابي أو ترميز طول التشغيل (الذي يزيل التكرار عن طريق ترميز الأنماط المتكررة). لكل نوع أغراضه الخاصة عندما يتعلق الأمر بأنواع الوسائط والتطبيقات.
للصور ، على وجه التحديد ، تنسيقات الصور غير المنقوصة مثل بابوا نيو غينيا مفضلة على التنسيقات الأخرى التي تم فقدان بياناتها مثل JPEG لأنها تحافظ على تفاصيل الصورة بشكل أفضل مما يفعله JPEG مع استمرار تقديم مستوى معقول من الضغط دون تدهور كبير في جودة الصورة أو صعوبة في فك تشفير أو استرداد بيانات المصدر الأصلية. وبالمثل ، الصوت الرقمي ملفات الموجي غير المضغوطة تميل إلى القيام بعمل أفضل مع تقنيات تكميم ناقلات بدلاً من تقنيات تقليل معدل البت الخالص.
في الختام ، يعد الضغط بدون فقد طريقة فعالة لتقليل أحجام الملفات الكبيرة دون أي تضحية بالجودة ؛ هذا يجعلها بدائل رائعة للحفاظ على البيانات القيمة مع توفير مساحة التخزين والتكلفة. نظرًا لأن الخوارزميات المختلفة تناسب أنواعًا مختلفة من الوسائط بشكل أكثر فاعلية من غيرها ، فمن الأفضل دائمًا إجراء بحث عن التنسيق الأنسب لاحتياجاتك لكل من حماية الخصوصية وكفاءة المساحة - فالخيار الصحيح يمكن أن يحدث فرقًا كبيرًا!
فوائد الضغط بلا خسارة
ضغط بلا خسائر هي عملية تشفير وفك تشفير البيانات التي تسمح للملفات بتوفير مساحة دون التضحية بالجودة. على الرغم من أن تكلفة التخزين تتناقص باستمرار ، إلا أن الحفاظ على محتوى رقمي عالي الجودة قد يكون مكلفًا ويستغرق وقتًا طويلاً. تسهل خوارزميات الضغط غير المفقودة التخزين وتحسين الشبكة ونقل الملفات عبر أنظمة مختلفة. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تقلل سرعات نقل البيانات المحسّنة من التكاليف التشغيلية المرتبطة بعمليات الإدخال / الإخراج ومساعدة أقسام تحليل البيانات العلمية أو الطبية على التحقق من صحة نتائجها بسرعة أكبر.
تشمل مزايا استخدام تقنيات الضغط بدون فقدان ما يلي:
- تقليل حجم الملف دون إحداث أي تشويه أو تدهور في الجودة
- تحسين سرعات تحميل الصفحات عن طريق تقليل كمية البيانات المنقولة عبر الويب
- بوابات لتطبيقات مفتوحة المصدر تقلل من تكاليف الاتصال للوصول إلى المحتوى على الخوادم عبر الإنترنت
- زيادة قدرات الأرشفة من أجل الحفاظ على المحتوى الرقمي على المدى الطويل
- تم فتح السبل للأجهزة الافتراضية وخدمات الوسائط المتدفقة عبر الإنترنت من خلال تلبية احتياجات الجماهير الهائلة المحتملة مع الحد الأدنى من موارد النطاق الترددي
مرحبًا ، أنا كيم ، أم ومتحمسة للتوقف عن الحركة ولديها خلفية في إنشاء الوسائط وتطوير الويب. لدي شغف كبير بالرسم والرسوم المتحركة ، والآن أغوص في عالم التوقف عن الحركة. من خلال مدونتي ، أشارك ما تعلمته معكم يا رفاق.
