Сціск без страт: што гэта такое і як ім карыстацца

by kim абноўлена: Чэрвень 28, 2022

Сціск без страт з'яўляецца важным паняццем, калі справа даходзіць да лічбавых медыя. Гэта адносіцца да працэсу, у якім дадзеныя сціскаюцца без страты дадзеных. Сцісканне без страт - выдатны спосаб паменшыць памер файла вашага лічбавага носьбіта без шкоды для якасці.

У гэтым артыкуле мы будзем даследаваць

• што такое сціск без страт,
• Як гэта працуе, і
• як вы можаце выкарыстоўваць гэта ў сваіх інтарэсах.

Давайце пачнем!

Вызначэнне сціску без страт

Сціск без страт гэта тып сціску даных, які захоўвае ўсе зыходныя даныя ў працэсе кадавання і дэкадавання, так што вынік з'яўляецца дакладнай копіяй зыходнага файла або даных. Ён працуе, знаходзячы шаблоны ў дадзеных і захоўваючы іх больш эфектыўна. Напрыклад, калі ў файле ёсць 5 паўтаральных слоў, замест захавання гэтых 5 дублікатаў сцісканне без страт захавае толькі адзін асобнік гэтага слова, а таксама спасылку на тое, дзе ў файле можна знайсці інфармацыю аб яго выкарыстанні.

У адрозненне ад сціск з стратамі (які адкідае некаторую інфармацыю выбарачна, каб паменшыць памер) Сціск без страт дазваляе падтрымліваць дазвол малюнка, выразнасць тэксту і цэласнасць файла з без страты якасці. Гэта робіць яго прыдатным для прыкладанняў, дзе некаторая інфармацыя важная і не можа быць прынесена ў ахвяру дзеля памяншэння памеру. Агульныя спосабы выкарыстання сціску без страт ўключаюць:

• Сцісканне музычных файлаў (таму якасць гуку павінна заставацца нязменнай)
• Сцісканне медыцынскіх малюнкаў (паколькі дробныя дэталі могуць мець вырашальнае значэнне для дыягностыкі)
• Сціск зыходнага кода праграмнага забеспячэння
• Архіваванне дакументаў працяглага захоўвання.

Прыклады кампрэсараў, якія могуць выкарыстоўваць гэты тып алгарытму ZIP і PNG файлы а таксама некаторыя фарматы малюнкаў, напрыклад TIFF і GIF.

Перавагі сціску без страт

Сціск без страт гэта тэхналогія, якая сціскае даныя ў меншы памер без страты якасці. Гэта стала магчымым дзякуючы выкарыстанню алгарытмаў, якія ідэнтыфікуюць лішнія або паўтаральныя радкі даных, а затым замяняюць іх больш кароткімі кодамі. Выкарыстанне гэтага метаду можа дапамагчы значна паменшыць памер даных, часта на палова ці больш, што дазваляе карыстальнікам больш эфектыўна захоўваць і перадаваць вялікія аб'ёмы інфармацыі.

Акрамя эканоміі месца для захоўвання, ёсць некалькі іншых ключавых пераваг выкарыстання сціску без страт. Да іх адносяцца:

• палепшаная прадукцыйнасць: Сцісканне без страт можа палепшыць хуткасць перадачы файлаў, паколькі яны меншыя і займаюць меншую прапускную здольнасць падчас адпраўкі або загрузкі.
• цэласнасць дадзеных: Паколькі пры выкарыстанні сціску без страт дадзеныя не губляюцца, любая закадзіраваная інфармацыя застанецца некранутай пасля дэкампрэсіі.
• сумяшчальнасць: Сціснутыя файлы звычайна можна адкрыць з дапамогай розных праграм на розных платформах дзякуючы стандартным алгарытмам кадавання.
• Скарачэнне часу апрацоўкі: Памяншэнне памеру файла паскарае такія працэсы, як друк, паток і рэдагаванне, паколькі меншыя файлы патрабуюць меншай вылічальнай магутнасці.

Віды сціску без страт

Існуюць розныя тыпы сціск без страт метады, якія дазваляюць сціскаць дадзеныя без страты інфармацыі. Найбольш распаўсюджаныя тыпы сціску без страт ZIP, gzip і LZW. Усе гэтыя тры, разам з іншымі рознымі тыпамі, маюць свае перавагі і недахопы.

У гэтым артыкуле мы абмяркуем розныя тыпы метадаў сціску без страт і спосабы іх выкарыстання:

• ZIP
• GZIP
• LZW

Кадзіроўка даўжыні серыі

Кадзіраванне даўжыні серыі (RLE) гэта алгарытм сціску даных, які выкарыстоўваецца для памяншэння памеру файла без страты даных. Ён працуе шляхам аналізу даных, пошуку паслядоўных сімвалаў і наступнага сціску іх у меншую, больш сціснутую форму. Гэта палягчае захоўванне і перадачу файлаў. У працэсе дэкампрэсіі зыходныя дадзеныя могуць быць цалкам адноўлены.

Run Length Encoding звычайна выкарыстоўваецца для сціску лічбавых відарысаў, паколькі яно эфектыўна памяншае празмернасць інфармацыі ў такіх матэрыялах, як паўтаральныя ўзоры, серыі пікселяў або вялікія плошчы, запоўненыя адным колерам. Тэкставыя дакументы таксама падыходзяць для сціску RLE, таму што яны часта ўтрымліваюць паўтараюцца словы і фразы.

Run Length Encoding выкарыстоўвае перавагі многіх паслядоўных узораў у аўдыяфайлах аднолькавыя значэнні каб паменшыць іх памер, але захаваць іх зыходную якасць пры дэкампрэсіі. Як правіла, гэта можа прывесці да значнага памяншэння памеру файла 50% і больш – з вельмі невялікімі стратамі з пункту гледжання якасці гуку і прадукцыйнасці.

Пры выкарыстанні кадавання RLE важна памятаць, што, хоць гэта можа паменшыць памеры файлаў, звязаных з гукавымі файламі або файламі малюнкаў, гэта можа не быць карысным для тыпаў тэкставых файлаў, якія, як правіла, не маюць лішкаў з-за таго, як яны створаны традыцыйна . Таму можа спатрэбіцца некалькі эксперыментаў з рознымі тыпамі прыкладанняў, перш чым зрабіць канчатковы выбар аб тым, ці падыходзіць гэты тып тэхналогіі сціску для вашых патрэб.

Кадаванне Хафмана

Кадаванне Хафмана гэта адаптыўны алгарытм сціску даных без страт. Гэты алгарытм выкарыстоўвае набор сімвалаў дадзеных, або знакаў, разам з іх частатой з'яўлення ў файле для стварэння эфектыўнага кода прэфікса. Гэты код складаецца з больш кароткіх кодавых слоў, якія прадстаўляюць больш частыя сімвалы, і больш доўгіх кодавых слоў, якія прадстаўляюць больш рэдкія. Выкарыстоўваючы гэтыя коды, Huffman Coding можа паменшыць памер файла з невялікім уплывам на цэласнасць яго дадзеных.

Кадаванне Хафмана працуе ў два этапы: стварэнне набору унікальных кодаў сімвалаў і яго выкарыстанне для сціску патоку даных. Коды сімвалаў звычайна складаюцца з размеркавання розных сімвалаў у файле і з інфармацыі, атрыманай шляхам вывучэння адносных частот, з якімі розныя персанажы сустракаюцца ў ім. Як правіла, кадаванне Хафмана працуе больш эфектыўна, чым іншыя алгарытмы сціску без страт, калі выкарыстоўваецца для патокаў даных, якія ўтрымліваюць сімвалы, якія маюць няроўныя верагоднасці з'яўлення – напрыклад, характарызуючы тэкставы дакумент, у якім некаторыя літары (як "е") сустракаюцца часцей за іншыя (як "z").

Арыфметычнае кадаванне

Адзін з відаў сціску без страт, які можна выкарыстоўваць, называецца Арыфметычнае кадаванне. Гэты метад выкарыстоўвае той факт, што паток даных можа мець лішнія часткі, якія займаюць месца, але якія не перадаюць фактычнай інфармацыі. Ён сціскае даныя, выдаляючы гэтыя лішнія часткі, захоўваючы зыходны змест інфармацыі.

Каб зразумець, як працуе арыфметычнае кадаванне, давайце разгледзім тэкставы прыклад. Выкажам здагадку, што ў нашым патоку дадзеных ёсць чатыры сімвала - A, B, C, і D. Калі б даныя заставаліся несціснутымі, кожны сімвал займаў бы восем біт, у агульнай складанасці 32 біты ва ўсім патоку. З арыфметычным кадаваннем, аднак, паўтараюцца значэння, як A and B можа быць прадстаўлена менш чым васьмю бітамі кожны.

У гэтым прыкладзе мы будзем выкарыстоўваць чатырохразрадныя блокі для прадстаўлення кожнага сімвала, што азначае, што ўсе чатыры знака можна спакаваць у адзін 16-разрадны блок. Кадавальнік разглядае паток даных і прызначае імавернасці кожнаму сімвалу на падставе верагоднасці іх з'яўлення ў паслядоўных радках, каб зэканоміць месца, забяспечваючы пры гэтым максімальную дакладнасць, калі яны распакуюцца на іншым канцы. Такім чынам, падчас сціску толькі тыя сімвалы з больш высокай імавернасцю прымаюць менш біт, у той час як сімвалы з больш нізкай частатой або тыя, што з'яўляюцца радзей, запатрабуюць больш біт на блок сімвалаў, але ўсё роўна застаюцца ў адным 16-бітным блоку, як перад захаваннем некалькіх байтаў ва ўсім патоку даных, калі у параўнанні з несціснутай версіяй.

Як выкарыстоўваць сцісканне без страт

Сціск без страт гэта спосаб кадавання і сціску даных без страты інфармацыі. Гэты метад сціску выкарыстоўваецца для памяншэння памеру лічбавых малюнкаў, аўдыё- і відэафайлаў. Сцісканне без страт дазваляе захоўваць дадзеныя ў долі іх першапачатковага памеру, у выніку чаго файл становіцца значна меншым.

Такім чынам, давайце разбярэмся ў дэталях і вывучым як выкарыстоўваць сціск без страт:

Фарматы файлаў

Сціск без страт гэта тып сціску даных, які памяншае памер файла без шкоды для дадзеных, якія змяшчаюцца ў зыходным файле. Гэта робіць яго ідэальным метадам для сціску вялікіх файлаў, такіх як лічбавыя фатаграфіі, аўдыяфайлы і відэакліпы. Каб выкарыстоўваць гэты тып сціску, вы павінны разумець тыпы файлаў, якія падтрымліваюцца кампрэсарамі без страт, і як іх правільна наладзіць для дасягнення аптымальных вынікаў.

Пры сціску файла без страт у вас ёсць некалькі варыянтаў фарматаў файлаў. Хутчэй за ўсё, вы будзеце выбіраць паміж JPEG і PNG паколькі яны абодва забяспечваюць выдатныя вынікі з добрым памерам файла. Вы таксама можаце выкарыстоўваць такія фарматы, як GIF або TIFF калі ваша праграмнае забеспячэнне іх падтрымлівае. Ёсць таксама некаторыя спецыяльныя сціснутыя фарматы, распрацаваныя спецыяльна для аўдыё або відэа. Сюды ўваходзяць FLAC (аўдыё без страт), AVI (відэа без страт) і фармат QuickTime Apple Lossless (ALAC).

Важна адзначыць, што хаця гэтыя фарматы забяспечваюць лепшае сцісканне, чым іх несціснутыя аналагі, працаваць з імі можа быць складаней з-за іх абмежаванай падтрымкі ў некаторых праграмах і праграмах. У залежнасці ад налад, выкарыстанне несціснутыя фарматы можа быць прасцей у доўгатэрміновай перспектыве, нават калі ён займае больш месца на дыску.

Інструменты сціску

Існуюць розныя інструменты сціску, прызначаныя для памяншэння памеру файлаў даных, захоўваючы пры гэтым цэласнасць зыходных даных. Гэтыя інструменты выкарыстоўваюць алгарытмы для ідэнтыфікацыі лішніх даных і выдалення іх з файла без страты інфармацыі.

Сцісканне без страт асабліва карысна для графічных малюнкаў або аўдыё- і відэазапісаў. Інструменты, такія як ZIP, RAR, Stuffit X, GZIP і ARJ падтрымка розных узроўняў сціску без страт для розных тыпаў файлаў, уключаючы PDF-файлы і сціснутыя выкананыя файлы (EXE). Напрыклад, калі вы сціскаеце выяву ў адным з гэтых фарматаў ўстаноўка максімальнага памяншэння памеру, вы зможаце адкрыць і праглядзець гэты малюнак без страты дэталяў або каляровай інфармацыі.

Выкарыстаны алгарытм будзе ўплываць на памер файла, які можа быць дасягнуты, а таксама на час, неабходны для апрацоўкі і сціску файла. Гэта можа вар'іравацца ад хвілін да некалькіх гадзін у залежнасці ад таго, наколькі дасканалы абраны вамі інструмент. Папулярныя інструменты сціску, такія як 7-маланкі (LZMA2) прапануюць больш высокі ўзровень сціску, але патрабуюць больш працяглага часу апрацоўкі. Высока аптымізаваныя праграмы, як SQ=z (СКВОШ) - гэта працэдуры нізкага ўзроўню, якія могуць выціскаць дадатковыя байты з маланкавай хуткасцю ў параўнанні з больш папулярнымі праграмамі, такімі як WinZip or WinRAR але іх тэхнічная складанасць азначае, што яны рэдка выкарыстоўваюцца карыстальнікамі ПК-аматараў.

Сціск малюнкаў

сціск выявы гэта спосаб паменшыць колькасць дадзеных, неабходных для прадстаўлення лічбавай выявы. Гэта робіцца адным або абодвума з двух падыходаў: шляхам выдалення або памяншэння нязначных даных выявы, званых сціск без страт; або шляхам стараннага ліквідацыі дадзеных, наз сціск з стратамі.

з сціск без страт, выява выглядае сапраўды гэтак жа, як і да сціску, і выкарыстоўвае менш памяці для захоўвання. З сціск з стратамі тэхніка, некаторыя дадзеныя губляюцца, калі файл захоўваецца і паўторна сціскаецца, але калі ўсё зроблена правільна, ніякіх бачных скажэнняў у зыходным несціснутым файле не павінна быць відаць.

Метады сціску без страт шырока выкарыстоўваюцца ў лічбавай фатаграфіі і ў працоўных працэсах графічнага дызайну. Тэхніка без страт дазваляе сціскаць файлы ў значна меншыя памеры, чым калі б яны былі сціснутыя іншымі метадамі, такімі як выявы JPEG, прызначаныя для сціск з стратамі дзе вы атрымліваеце меншы памер файла за кошт страты якасці або дэталізацыі.

Фарматы малюнкаў без страт ўключаюць:

• Феерверкі PNG (ортф)
• GIFs (gif)
• і найбольш часта выкарыстоўваны фармат TIFF (ціф).

Праграмныя праграмы для апрацоўкі відарысаў, такія як Photoshop, могуць адкрываць розныя тыпы відарысаў і пераўтвараць іх у адзін з гэтых фарматаў з дапамогай такіх функцый, як «Захаваць як», што паказвае, як часта файлы пераўтвараюцца ў фарматы без неабходнасці спампоўваць дадатковае праграмнае забеспячэнне.

Некаторыя альтэрнатыўныя фарматы малюнкаў, напрыклад JPEG 2000 (jp2) таксама выкарыстоўваюць гэты тып тэхнікі сціску, аднак яны забяспечваюць дадатковыя перавагі, паколькі могуць больш дакладна захоўваць прамую інфармацыю ў параўнанні з JPEG, але пры гэтым маюць невялікі памер файла дзякуючы эфектыўнай схеме кадавання.

заключэнне

Сціск без страт з'яўляецца магутным інструментам, які можа дапамагчы вам паменшыць памеры файлаў і зэканоміць месца для захоўвання, а таксама пераканацца, што вы не страціце ніякіх дадзеных у працэсе. Гэта дазваляе сціскаць файлы без страты інфармацыі, якую яны ўтрымліваюць, робячы іх лягчэй захоўваць, атрымліваць доступ і дзяліцца.

У заключэнне, сціск без страт з'яўляецца важным інструментам для сучаснага захоўвання дадзеных і кіравання імі.

Рэзюмэ сціску без страт

Сціск без страт гэта тып метаду сціску даных, які памяншае памер файла без шкоды для дадзеных, якія змяшчаюцца ў ім. Ён ідэальна падыходзіць для сціску тэкставых файлаў, такіх як дакументы, электронныя табліцы, а таксама выявы і аўдыяфайлы.

Асноўная перавага сціску без страт заключаецца ў тым, што яно дазваляе паменшыць памер файла без шкоды для якасці файла. Гэта азначае, што адзін і той жа файл можа быць сціснуты некалькі разоў, што палягчае хуткае і лёгкае захоўванне і перадачу вялікіх файлаў. Гэта таксама дазваляе больш эфектыўна выкарыстоўваць сховішча, выдаляючы лішнія дадзеныя з файла і захоўваючы толькі істотныя элементы інфармацыі.

У цэлым існуе два віды алгарытмаў сціску без страт - алгарытмы на аснове слоўніка як Deflate/GZip або Lempel-Ziv (які сціскае файлы ў індэксаваны спіс) або метады ліквідацыі празмернасці напрыклад, арыфметычнае кадаванне або кадаванне даўжыні серыі (якое выдаляе празмернасць шляхам кадавання паўтаральных шаблонаў). Кожны тып мае свае канкрэтныя мэты, калі гаворка ідзе пра тыпы носьбітаў і прыкладанняў.

Для малюнкаў, у прыватнасці, фарматаў малюнкаў без страт, такіх як PNG пераважней перад іншымі фарматамі са стратамі, такімі як JPEG таму што яны захоўваюць дэталі выявы лепш, чым JPEG, і ў той жа час забяспечваюць разумны ўзровень сціску без значнага пагаршэння якасці выявы або цяжкасцей пры дэкадаванні або атрыманні зыходных дадзеных. Сапраўды гэтак жа лічбавы аўдыё несціснутыя файлы сігналаў як правіла, лепш з метады вектарнага квантавання а не метады чыстага зніжэння бітрэйту.

У заключэнне, сцісканне без страт з'яўляецца эфектыўным спосабам памяншэння вялікіх памераў файлаў без шкоды для якасці; гэта робіць іх выдатнымі альтэрнатывамі для захавання каштоўных даных, адначасова эканомячы месца для захоўвання і кошт. Паколькі розныя алгарытмы падыходзяць да розных тыпаў носьбітаў больш эфектыўна, чым іншыя, заўсёды лепш даследаваць, які фармат найлепшым чынам адпавядае вашым патрэбам як па абароне прыватнасці, так і па эфектыўнасці прасторы – правільны выбар можа вырашыць усё!

Перавагі сціску без страт

Сціск без страт гэта працэс кадавання і дэкадавання даных, які дазваляе файлам эканоміць месца без шкоды для якасці. Нягледзячы на ​​тое, што кошт захоўвання пастаянна зніжаецца, падтрыманне высокай якасці лічбавага кантэнту можа быць дарагім і працаёмкім. Алгарытмы сціску без страт палягчаюць захаванне, аптымізацыю сеткі і перадачу файлаў у розных сістэмах. Акрамя таго, аптымізаваныя хуткасці перадачы даных могуць знізіць эксплуатацыйныя выдаткі, звязаныя з аперацыямі ўводу-вываду, і дапамагчы аддзелам аналізу навуковых і медыцынскіх даных хутчэй правяраць свае вынікі.

Перавагі выкарыстання метадаў сціску без страт ўключаюць:

• Памяншэнне памеру файла без унясення якіх-небудзь скажэнняў або пагаршэння якасці
• Палепшаная хуткасць загрузкі старонкі за кошт памяншэння аб'ёму даных, якія перадаюцца праз Інтэрнэт
• Шлюзы для прыкладанняў з адкрытым зыходным кодам, якія зніжаюць выдаткі на сувязь для доступу да кантэнту на анлайнавых серверах
• Пашыраныя магчымасці архівавання для доўгатэрміновага захавання лічбавага кантэнту
• Адкрыты шляхі для віртуальных прыбораў і інтэрнэт-сэрвісаў струменевага мультымедыя, абслугоўваючы патэнцыйна вялікую аўдыторыю з мінімальнымі рэсурсамі прапускной здольнасці

Прывітанне, я Кім, мама і энтузіяст стоп-моушн з досведам стварэння медыя і вэб-распрацоўкі. У мяне вялікая страсць да малявання і анімацыі, і цяпер я з галавой апускаюся ў свет стоп-кадра. У сваім блогу я дзялюся з вамі сваімі набыткамі.