Компресия със загуба: какво е това и как да го използвате

от ким Обновено: Юни 28, 2022

Компресия на загуба е метод, използван за намаляване на размера на файла с данни, без да се компрометира целостта на оригиналните данни.

Тя ви позволява да вземете големи файлове, които съдържат много данни, и да намалите размера им с премахване на част от данните но не се отразява на цялостното качество. Това може да бъде особено полезно, когато работите с големи видео файлове или файлове с изображения.

Останалата част от тази статия ще обясни принципите на компресията със загуби и как да го приложите и използвате ефективно:

Определение за компресия със загуби

Компресия на загуба е вид техника за компресиране на данни, която използва методи за намаляване на размера на файл или поток от данни, без да губи значителни количества от неговото информационно съдържание. Този тип компресиране създава файлове, които са по-малки от оригиналните им версии, като същевременно гарантира, че качеството, яснотата и целостта на данните са запазени. Той работи чрез селективно изтриване на части от медийните данни (като аудио или графики), които остават незабележими за човешките сетива. Компресията със загуби съществува от много години и използването й става все по-популярно поради напредъка в технологиите.

Този тип компресия е изгоден в ситуации, когато честотната лента или пространството за съхранение са ограничени, което го прави особено полезен в:

• Приложения за стрийминг като видео по заявка (VoD),
• сателитно излъчване,
• медицински изображения,
• Цифрови аудио формати.

Тази техника се използва широко и в приложенията за редактор на аудио и изображения, за да се поддържа качество с по-малки размери на файлове при записване на редактиран файл на проект. Компресията със загуба може да се приложи към други типове данни, като например текстови файлове, стига по време на процеса да не се загуби значително оригинално съдържание.

За разлика компресия със загуби, Има компресия без загуби който се опитва да сведе до минимум изкривяването между входните и изходните потоци от данни, без да намалява яснотата на възприемане, като използва излишна информация от самия изходен материал, вместо да изтрива каквато и да е информация от него.

Предимства на компресията със загуби

Компресия на загуба е ефективен начин за намаляване на размера на файла, като същевременно запазва цялостното качество на изображението. За разлика от по-традиционните техники за компресиране на данни без загуба, които избират и отхвърлят излишъците в данните, за да намалят размера и да увеличат скоростта на предаване, компресията със загуби работи чрез избирателно изхвърляне на маловажна и излишна информация във файл. Този тип компресия използва алгоритми за анализиране на данните в рамките на цифров файл и елиминиране на ненужните части, без значително да повлияе на цялостното качество или крайния резултат.

Когато се използва правилно, компресията със загуби може да осигури много предимства, като например:

• Намалени изисквания за съхранение: Чрез премахване на неподходящи детайли от цифров файл, полученият размер на изображението може да бъде значително по-малък от оригиналния аналог, осигурявайки по-големи спестявания на място за уеб администратори.
• Подобрени скорости на предаване: Алгоритмите за компресия със загуби използват по-малко данни, като елиминират ненужната информация от изображение, което не се вижда от човешкото око. Това означава, че файловете, предавани през мрежите, могат да бъдат значително по-бързи от оригиналните им версии, без да се жертва качеството.
• Подобрено изживяване при гледане: Със значително намаляване на размера на файла идва подобрено изживяване при гледане, докато сърфирате онлайн или гледате изображения на мобилни устройства. Компресираните със загуба изображения заемат по-малко памет на твърдите дискове на устройството, което спомага за производителността на рендиране на изображения при зареждане на снимки или сърфиране в уеб страници.

Видове компресия със загуби

Компресия на загуба е техника за компресиране на данни, която намалява размера на файла чрез изхвърляне на части от данните, които се считат за ненужни. Помага за оптимизирайте размера на файла и може да помогне за спестяване на място за съхранение. Този тип техника за компресиране може да се използва в различни приложения като изображения, аудио и видео файлове.

В тази статия ще обсъдим четири вида компресия със загуби, техните предимства и недостатъци:

JPEG

JPEG (Обща фотографска експертна група) е стандарт за компресия със загуби на цифрови изображения. JPEG поддържа 8-битови изображения в сива скала и 24-битови цветни изображения. JPG работи най-добре на снимки, особено на тези с много детайли.

Когато се създаде JPG, изображението се разделя на малки блокове, наречени „макроблокове'. Математическа формула намалява количеството на наличните цветове или тонове във всеки блок и премахва несъвършенствата, които са дразнещи за нас, но не и за компютрите. Той записва всички промени, направени в тези блокове, така че да се връща върху тях и да записва първоначалните им състояния, за да намали размера им. Когато една снимка е запазена като JPG, тя ще изглежда малко по-различна в зависимост от това колко компресия е използвана за намаляване на размера й. Качеството на изображението се влошава, когато се прилагат по-големи количества компресия и може да започнат да се появяват артефакти – заедно с шум и пикселизация. При запазване на изображение като JPG можете да изберете колко яснота трябва да бъде пожертвана за каква степен на намаляване на размера на файла - обикновено се нарича "качество“. Тази настройка влияе върху количеството на компресия със загуби използвани във вашия файл.

MPEG

MPEG (Експертна група за движещи се изображения) е вид компресия със загуби който се използва предимно за аудио и видео файлове. Той е проектиран като стандарт за компресиране на мултимедийни файлове и става все по-популярен през годините. Основната идея зад MPEG компресията е да се намали размерът на файла, без да се прави компромис с качеството – това се прави чрез изхвърляне на определени елементи от файла, които не са важни за възприятието на зрителя.

MPEG компресията работи, като анализира видеоклип, разбива го на части и взема решения кои части могат безопасно да бъдат изхвърлени, като същевременно се поддържа приемливо ниво на качество. MPEG се фокусира върху компоненти на движението във видео файл; обектите, които не се движат в сцената, се компресират много по-лесно от обектите, които се движат или имат бързи промени в цвета или интензитета на светлината. Използвайки усъвършенствани алгоритми, MPEG може да създаде ефективни версии на всеки кадър във файла и след това да използва тези кадри, за да представи по-големи части от сцената.

Степента на загуба на качество поради MPEG компресия зависи както от избрания алгоритъм, така и от използваните настройки. Компромисът тук е между размер и качество; по-високите настройки ще доведат до по-добри резултати, но на по-висока цена по отношение на пространството; обратно, по-ниските настройки ще произвеждат по-малки файлове с по-забележими загуби на качество, особено когато става въпрос за големи видеоклипове, като пълнометражни филми или видеоклипове с висока разделителна способност, подходящи за HDTV.

MP3

MP3 или Moving Pictures Expert Group Audio Layer 3, е компресиран аудио формат, който използва набор от специфични алгоритми за намаляване на оригиналния размер на аудио файловете. Счита се за един от най-популярните формати поради ефективността си при компресиране на цифрови аудио песни в по-малки размери от другите със загуби формати. MP3 използва „загубена“ форма на компресия, която елиминира част от данните на оригиналния запис и улеснява устройства като преносими музикални плейъри да съхраняват и предават поточно големи количества цифрова музика.

MP3 може да компресира всеки тип цифров микс, вариращ от моно, дубликат моно, стерео, двоен канал и съвместно стерео. MP3 стандартът поддържа 8-320Kbps побитова скорост (килобита в секунда) компресира гласови данни в 8kbps, което е подходящо за стрийминг цели. Той предлага прогресивно по-високи нива на качество на звука до 320 Kbps с по-висока прецизност на звука и по-висок битрейт, осигурявайки още по-реалистично качество на звука при увеличен размер на файла, което води до по-бавно време за изтегляне. При използване на този метод на компресиране би било типично потребителите да постигнат средна стойност 75% намаляване на размера на файла без загуба на удоволствие от слушане или яснота поради своята система за кодиране, която ефективно прехвърля по-големи количества данни, като същевременно поддържа подходящо качество на звука.

Как да използвате компресия със загуби

Компресия на загуба е вид компресия на данни, която намалява файла с премахване на част от данните му. Това ще доведе до по-малък размер на файла и следователно до по-бързи скорости на изтегляне. Компресията със загуби е чудесен инструмент за използване, когато трябва бързо да компресирате големи файлове.

В тази статия ще обсъдим:

• Как да използвате компресия със загуби
• Какви са ползите
• How to оптимизирайте файловете, които компресирате

Ръководство стъпка по стъпка

Използването на компресия със загуби обикновено изисква следните стъпки:

1. Изберете типа файл или данни, които искате да компресирате – В зависимост от желания размер на получения файл и нивото на качество, типът на компресирания формат може да варира. Общите формати включват JPEG, MPEG, намлява MP3.
2. Изберете инструмент за компресиране – Различните инструменти за компресиране използват различни алгоритми за създаване на различни нива на компресиране на файлове. Някои популярни инструменти са WinZip, zipX, 7-Zip намлява WinRAR за потребители на Windows; Stuffit X за потребители на Mac; и iZarc за мултиплатформени потребители.
3. Коригирайте настройките за компресия – За да създадете по-персонализиран резултат, направете корекции като промяна на нивото на компресия, разделителната способност на изображението или други вградени настройки в рамките на компресиран формат, преди да компресирате данните. Също така разгледайте настройките, които оптимизират изображенията за гледане в мрежата, ако е приложимо.
4. Компресиране на файл или данни – Стартирайте процеса на компресиране, като щракнете върху старт или „OK“ във вашето приложение, когато приключите с настройките на вашите настройки. В зависимост от размера на компресираните файлове, завършването на този процес може да отнеме няколко минути в зависимост от скоростта на процесора и използваното софтуерно приложение.
5. Декомпресиране на файл или данни – Процесът на извличане ще ви позволи достъп до вашите наскоро свити файлове, след като бъде завършен, така че да можете да започнете да ги използвате незабавно, но най-подходящи за вашия проект. Достъп до желаните файлове от компресирани папки видове обикновено вариращи от .zip .rar .7z .tar .iso и т.н. Извличането с разархивиране е просто извличане на конкретни компресирани компоненти чрез приложения като WinZip, 7Zip, IZarc и т.н. позволявайки личен контрол върху това кои компоненти искате да са достъпни във всеки един момент, като същевременно държите другите прибрани в безопасни плътно защитени папки въз основа на вашите предпочитания!

Най-добри практики

При използване компресия със загуби, важно е да използвате правилния формат за правилното приложение. Например, ако трябва да споделите презентационен файл с други хора, тогава трябва да използвате a Формат на изображението със загуба тъй като презентациите обикновено се показват с по-ниска разделителна способност и малък размер.

Има няколко начина за максимизиране на ефективността на компресията със загуби. Ето някои от най-добрите практики:

• Изберете подходящ формат за компресиране според вашия случай на употреба (jpeg за изображения, mp3 за аудиоИ т.н.).
• Задайте подходящо ниво на качество в зависимост от това колко данни искате да отхвърлите.
• Настройте параметрите според вашите нужди; анализирайте компромиса между размера на файла и качеството.
• Имайте предвид, че прилагането на компресия със загуби няколко пъти може да предизвика видими артефакти във вашите медийни файлове и влошават качеството им по-значително, отколкото еднократно преминаване на компресия обикновено.
• Уверете се, че метаданните, свързани с компресираните файлове, са правилно запазени, така че цялата важна информация да остане достъпна, когато разпространявате или показвате елементи от файловото съдържание.

Заключение

В заключение, компресия със загуби е чудесен начин за намаляване на размера на файловете и времето за зареждане на уебсайтове, като същевременно запазвате a високо ниво на качество. Позволява ви да намалите размера на файла с изображение или аудио файл, без да оказвате значително влияние върху качеството на файла. Важно е обаче да запомните, че компресия със загуби пак ще повлияе на качеството на файла и трябва да се използва внимателно.

Резюме на компресията със загуби

Компресия на загуба е вид компресия на данни, която намалява размера на файла чрез премахване на част от информацията, съдържаща се в оригиналния файл. Този процес обикновено води до файлове, които са по-малки от оригиналните файлове и са компресирани с помощта на алгоритми като JPEG, MP3 и H.264 за да назовем няколко. Техниките за компресия със загуба са склонни да компромисират известно качество с размер, но оптимизираните алгоритми могат да създават файлове с много малка осезаема разлика от некомпресирания оригинал.

Когато прилагате компресия със загуби, е важно да обмислите колко качество ще бъде приемливо за дадена цел за намаляване на размера на файла. Някои компресии със загуба могат драстично да намалят размера на файла, като същевременно предлагат сравнително минимални загуби на качество, докато други могат да произвеждат изключително малки файлове, но с неприемливи изкривявания или артефакти. Като цяло, ако се искат по-големи намаления на размера, тогава могат да се очакват по-големи загуби на качество и обратно.

Като цяло, компресията със загуби осигурява ефективен начин за намаляване на размера на файловете, без да се жертва твърде много производителност в сравнение с некомпресираните формати в много ситуации; тези проблеми обаче трябва да бъдат оценени за всеки отделен случай, преди да се вземе решение дали това е подходящо решение или не за даден набор от проблеми.

Предимства от използването на компресия със загуби

Компресията със загуби предоставя много предимства на цифровите медийни файлове. Най-очевидното предимство е, че компресията със загуби предлага по-висока степен на намаляване на размера на файла отколкото традиционните алгоритми за компресия без загуби. Това помага да се сведат до минимум изискванията за съхранение и използване на честотната лента при прехвърляне на големи медийни файлове през интернет или за компресирането им за локално съхранение.

В допълнение към предлагането на по-добро намаляване на размера на файла в сравнение с традиционните техники без загуби, използването на компресия със загуби също прави възможно още по-голямо намаляване на размера на файла, като същевременно се поддържа приемливо ниво на качество (в зависимост от вида на компресирания носител). Освен това използването на алгоритми със загуба позволява на потребителите да локално регулирайте качеството на изображението и звука ако е необходимо, без да се налага повторно кодиране на целия файл – това прави записването на файлове на проекта много по-лесно и по-бързо, тъй като само части от медиен файл трябва да бъдат модифицирани.

И накрая, използването на алгоритми със загуби също може да осигури допълнителна сигурност в някои случаи; тъй като аудиото с по-нисък битрейт обикновено е по-малко ясно и по-трудно за идентично интерпретиране в сравнение с версиите с по-висок битрейт, то може да осигури допълнителен слой на сигурност, ако големи набори от данни се нуждаят от защита от неоторизирано слушане или гледане. Широката гама от предимства на компресията със загуби го направи популярен сред потребителите на цифрови медии, които желаят по-малки файлове с минимални усилия.

Здравейте, аз съм Ким, майка и ентусиаст на stop-motion с опит в създаването на медии и уеб разработката. Имам огромна страст към рисуването и анимацията и сега се гмуркам с главата напред в света на стоп-кадъра. С моя блог споделям наученото с вас, момчета.