Lossy Compression: Hvad er det, og hvordan man bruger det

af kim Opdateret: 28. Juni, 2022

Tabskompression er en metode, der bruges til at reducere datafilstørrelser uden at kompromittere integriteten af ​​de originale data.

Det giver dig mulighed for at tage store filer, der indeholder en masse data og reducere deres størrelse med fjernelse af nogle af dataene men det påvirker ikke den overordnede kvalitet. Dette kan især være en fordel, når du har med store video- eller billedfiler at gøre.

Resten af ​​denne artikel vil forklare principperne for tabsgivende kompression og hvordan man anvender og bruger det effektivt:

Definition af Lossy Compression

Tabskompression er en type datakomprimeringsteknik, der bruger metoder til at reducere størrelsen af ​​en fil eller datastrøm uden at miste væsentlige mængder af dens informationsindhold. Denne type komprimering producerer filer, der er mindre end deres originale versioner, samtidig med at det sikres, at kvaliteten, klarheden og integriteten af ​​dataene bevares. Det fungerer ved selektivt at slette dele af mediedataene (såsom lyd eller grafik), som forbliver umærkelige for de menneskelige sanser. Lossy compression har eksisteret i mange år, og dets brug er blevet mere og mere populært på grund af fremskridt inden for teknologi.

Denne type komprimering er fordelagtig i situationer, hvor båndbredde eller lagerplads er begrænset, hvilket gør den især nyttig i:

• Streaming applikationer som f.eks video-on-demand (VoD),
• Satellitudsendelse,
• Medicinsk billeddannelse,
• Digitale lydformater.

Denne teknik bruges også i vid udstrækning inden for lyd- og billedredigeringsprogrammer for at opretholde kvalitet med lavere filstørrelser, når du gemmer en redigeret projektfil. Tabskomprimering kan anvendes på andre typer data såsom tekstfiler, så længe intet væsentligt originalt indhold går tabt under processen.

I kontrast til tabsgivende kompression, Der er tabsfri komprimering som forsøger at minimere forvrængning mellem input og output datastrømme uden at reducere perceptuel klarhed ved at bruge redundant information inde fra selve kildematerialet i stedet for at slette nogen information fra det.

Fordele ved Lossy Compression

Tabskompression er en effektiv måde at reducere filstørrelsen på, samtidig med at den overordnede billedkvalitet bevares. I modsætning til mere traditionelle tabsfri datakomprimeringsteknikker, som vælger og kasserer redundanser i dataene for at reducere størrelsen og øge transmissionshastigheden, fungerer tabskomprimering ved selektivt at kassere uvigtig og redundant information i en fil. Denne type komprimering bruger algoritmer til at analysere dataene i en digital fil og eliminere unødvendige dele uden i høj grad at påvirke den overordnede kvalitet eller slutresultatet.

Når den bruges korrekt, kan tabsgivende komprimering give mange fordele, såsom:

• Reducerede opbevaringskrav: Ved at fjerne irrelevante detaljer fra en digital fil, kan den resulterende billedstørrelse være betydeligt mindre end dens oprindelige modstykke, hvilket giver større lagerbesparelser for webmastere.
• Forbedrede transmissionshastigheder: Kompressionsalgoritmer med tab bruger færre data ved at eliminere unødvendig information fra et billede, der ikke er synligt for det menneskelige øje. Det betyder, at filer, der overføres på tværs af netværk, kan være væsentligt hurtigere end deres originale versioner uden at ofre kvaliteten.
• Forbedret seeroplevelse: Med en betydelig reduktion i filstørrelsen følger forbedrede visningsoplevelser, mens du surfer online eller ser billeder på mobile enheder. Tabsgivende komprimerede billeder optager mindre hukommelse på enhedens harddiske, hvilket hjælper med billedgengivelse, når du indlæser fotos eller gennemser websider.

Typer af tabskompression

Tabskompression er en datakomprimeringsteknik, som reducerer størrelsen af ​​en fil ved at kassere dele af dens data, som anses for unødvendige. Det hjælper til optimere filstørrelsen og kan være med til at spare lagerplads. Denne type komprimeringsteknik kan bruges i forskellige applikationer såsom billed-, lyd- og videofiler.

I denne artikel vil vi diskutere fire typer af tabsgivende kompression, deres fordele og ulemper:

JPEG

JPEG (Joint Photographic Experts Group) er en standard for tabsgivende komprimering af digitale billeder. JPEG understøtter 8-bit, gråtonebilleder og 24-bit farvebilleder. JPG fungerer bedst på billeder, især dem med mange detaljer.

Når en JPG oprettes, opdeles billedet i små blokke kaldet 'makroblokke'. En matematisk formel reducerer mængden af ​​tilgængelige farver eller toner i hver blok og fjerner ufuldkommenheder, som er til skade for os, men ikke for computere. Det registrerer alle ændringer foretaget i disse blokke, så det går tilbage over dem og registrerer deres oprindelige tilstande for at reducere deres størrelse. Når et billede gemmes som en JPG, vil det se lidt anderledes ud, afhængigt af hvor meget komprimering der er blevet brugt til at reducere dets størrelse. Billedkvaliteten reduceres, når der anvendes større mængder af komprimering, og artefakter kan begynde at dukke op – sammen med støj og pixelering. Når du gemmer et billede som en JPG, kan du vælge, hvor meget klarhed der skal ofres for, hvilken grad af filstørrelsesreduktion - typisk kaldet "kvalitet“. Denne indstilling påvirker mængden af tabsgivende kompression brugt på din fil.

MPEG

MPEG (Moving Picture Experts Group) er en type af tabsgivende kompression der primært bruges til lyd- og videofiler. Det blev designet som en standard til komprimering af multimediefiler og er blevet mere og mere populært gennem årene. Hovedideen bag MPEG-komprimering er at reducere størrelsen af ​​en fil uden at gå på kompromis med kvaliteten - dette gøres ved at kassere visse elementer af filen, som ikke er perceptuelt vigtige for seeren.

MPEG-komprimering fungerer ved at analysere en video, opdele den i bidder og træffe beslutninger om, hvilke dele der sikkert kan kasseres, mens den stadig opretholder et acceptabelt kvalitetsniveau. MPEG fokuserer på bevægelseskomponenter i en videofil; objekter, der ikke bevæger sig i en scene, er meget lettere at komprimere end objekter, der bevæger sig rundt eller har hurtige ændringer i farve eller lysintensitet. Ved hjælp af avancerede algoritmer kan MPEG skabe effektive versioner af hver frame i filen og derefter bruge disse frames til at repræsentere større dele af scenen.

Mængden af ​​tabt kvalitet på grund af MPEG-komprimering afhænger af både den valgte algoritme og de anvendte indstillinger. Afvejningen her er mellem størrelse og kvalitet; højere indstillinger vil give bedre resultater, men til en større pris i form af plads; omvendt vil lavere indstillinger producere mindre filer med mere bemærkelsesværdige kvalitetstab, især når det kommer til store videoer såsom spillefilm eller højopløselige videoer, der egner sig til HDTV.

MP3

MP3 eller Ekspertgruppe for levende billeder, lydlag 3, er et komprimeret lydformat, som bruger en række specifikke algoritmer til at reducere den originale størrelse af lydfiler. Det betragtes som et af de mest populære formater på grund af dets effektivitet til at komprimere digitale lydsange til mindre størrelser end andre lossy formater. MP3 bruger en "tabsagtig" form for komprimering, som eliminerer nogle af den originale optagelses data og gør det lettere for enheder såsom bærbare musikafspillere at gemme og streame store mængder digital musik.

MP3 kan komprimere enhver form for digital mix lige fra mono, duplicate mono, stereo, dual channel og joint stereo. MP3-standarden understøtter 8-320 Kbps bithastighed (kilobit per sekund) komprimerer stemmedata til 8 kbps, hvilket er velegnet til streamingformål. Det tilbyder gradvist højere niveauer af lydkvalitet op til 320 Kbps med højere lydgengivelse og højere bitrate, hvilket giver endnu mere naturtro lydkvalitet ved en øget filstørrelse, hvilket resulterer i langsommere downloadtider. Når du bruger denne komprimeringsmetode, vil det være typisk for brugere at opnå et gennemsnit 75 % filstørrelsesreduktion uden tab af lytteglæde eller klarhed på grund af dets kodningssystem, der effektivt overfører større mængder data og samtidig bibeholder passende lydkvalitet.

Sådan bruges Lossy Compression

Tabskompression er en type datakomprimering, der reducerer en fil med fjerne nogle af dens data. Dette vil resultere i en mindre filstørrelse og dermed hurtigere downloadhastigheder. Lossy komprimering er et fantastisk værktøj at bruge, når du hurtigt skal komprimere store filer.

I denne artikel vil vi diskutere:

• Brugsvejledning tabsgivende kompression
• Hvad er fordelene
• Hvordan man optimer de filer, du komprimerer

Trin-for-trin vejledning

Brug af tabsgivende komprimering kræver typisk følgende trin:

1. Vælg den type fil eller data, du ønsker at komprimere – Afhængigt af den ønskede resulterende filstørrelse og kvalitetsniveau kan typen af ​​komprimeret format variere. Almindelige formater omfatter JPEG, MPEG, , MP3.
2. Vælg et komprimeringsværktøj – Forskellige komprimeringsværktøjer bruger forskellige algoritmer til at skabe forskellige niveauer af filkomprimering. Nogle populære værktøjer er WinZip, zipX, 7-Zip , WinRAR for Windows-brugere; Stuffit X til Mac-brugere; og iZarc til multi-platform brugere.
3. Juster komprimeringsindstillinger – For at skabe et mere skræddersyet resultat skal du foretage justeringer, såsom at ændre komprimeringsniveauet, billedopløsning eller andre indlejrede indstillinger i et komprimeret format, før du komprimerer dataene. Se også på indstillinger, der optimerer billeder til webvisning, hvis det er relevant.
4. Komprimer fil eller data - Start komprimeringsprocessen ved at klikke på start eller "OK" i din applikation, når du er færdig med dine indstillingsjusteringer. Afhængigt af størrelsen på de filer, der komprimeres, kan det tage flere minutter at fuldføre denne proces, afhængigt af hastigheden på processoren og den anvendte softwareapplikation.
5. Udkomprimer fil eller data - Udpakningsprocessen giver dig adgang til dine nyligt krympede filer, når de er færdige, så du kan komme i gang med at bruge dem med det samme, uanset hvor de passer bedst til dit projekt ved hånden. Få adgang til ønskede filer fra komprimerede mapper typer, der typisk varierer fra .zip .rar .7z .tar .iso osv.. Unzip-ekstraktion er simpelthen at udtrække specifikke komprimerede komponenter via applikationer som f.eks WinZip, 7Zip, IZarc osv.. tillader personlig kontrol over, hvilke komponenter du gerne vil have adgang til på ethvert givet tidspunkt, mens du holder andre gemt væk i sikre, tætte beskyttede mapper baseret på dine præferencer!

Best Practices

Når du bruger tabsgivende kompression, er det vigtigt at bruge det rigtige format til den rigtige applikation. For eksempel, hvis du har brug for at dele en præsentationsfil med andre mennesker, så skal du bruge en Lossy billedformat da præsentationer normalt vises i en lavere opløsning og lille størrelse.

Der er flere måder at maksimere effektiviteten af ​​tabsgivende kompression. Her er nogle af de bedste fremgangsmåder:

• Vælg et passende komprimeringsformat i henhold til din brugssituation (jpeg til billeder, mp3 til lydOsv.).
• Indstil et passende kvalitetsniveau afhængigt af, hvor meget data du vil kassere.
• Juster parametrene efter dine behov; analysere afvejningen mellem filstørrelse og kvalitet.
• Vær opmærksom på at anvende tabsgivende kompression flere gange kan fremkalde synlige artefakter i dine mediefiler og forringe deres kvalitet mere signifikant, end et enkelt kompressionspas normalt ville gøre.
• Sørg for, at metadata knyttet til komprimerede filer er korrekt bevaret, så al vigtig information forbliver tilgængelig, når du distribuerer eller viser elementer af filindhold.

Konklusion

Afslutningsvis tabsgivende kompression er en fantastisk måde at reducere filstørrelser og reducere indlæsningstid på websteder, mens du stadig beholder en højt kvalitetsniveau. Det giver dig mulighed for at reducere filstørrelsen på et billede eller en lydfil uden at have stor indflydelse på kvaliteten af ​​filen. Det er dog vigtigt at huske på tabsgivende kompression vil stadig påvirke kvaliteten af ​​filen og skal bruges med omhu.

Sammenfatning af tabskompression

Tabskompression er en type datakomprimering, der reducerer filstørrelsen ved at fjerne nogle af oplysningerne i den originale fil. Denne proces resulterer typisk i filer, der er mindre end de originale filer og er blevet komprimeret ved hjælp af algoritmer som f.eks. JPEG, MP3 og H.264 for at nævne et par stykker. Tabskomprimeringsteknikker har en tendens til at afveje en vis kvalitet i forhold til størrelse, men optimerede algoritmer kan producere filer med meget lille mærkbar forskel fra den ukomprimerede original.

Når du anvender komprimering med tab, er det vigtigt at overveje, hvor meget kvalitet der vil være acceptabel for et givet mål for reduktion af filstørrelse. Nogle tabsgivende komprimeringer kan reducere filstørrelserne dramatisk, mens de tilbyder relativt minimale kvalitetstab, mens andre kan producere ekstremt små filer, men med uacceptable forvrængninger eller artefakter. Generelt, hvis der ønskes større størrelsesreduktioner, kan der forventes større kvalitetstab og omvendt.

Samlet set giver komprimering med tab en effektiv måde at reducere filstørrelser på uden at ofre for meget ydeevne sammenlignet med ukomprimerede formater i mange situationer; disse problemer skal dog vurderes fra sag til sag, før der træffes en beslutning om, hvorvidt det er en passende løsning for et givet problemsæt.

Fordele ved at bruge Lossy Compression

Tabskomprimering giver mange fordele ved digitale mediefiler. Den mest åbenlyse fordel er, at komprimering med tab giver en større grad af reduktion af filstørrelse end traditionel tabsfri kompressionsalgoritmer. Dette hjælper med at holde krav til lager- og båndbreddeforbrug på et minimum, når der overføres store mediefiler over internettet eller til at komprimere dem til lokal lagring.

Ud over at tilbyde bedre filstørrelsesreduktion end traditionelle tabsfri teknikker, gør brugen af ​​tabsgivende komprimering det også muligt at reducere filstørrelserne endnu mere, mens du stadig opretholder et acceptabelt kvalitetsniveau (afhængigt af typen af ​​medie, der komprimeres). Derudover giver brugerne mulighed for at bruge tabsgivende algoritmer lokalt justere billed- og lydkvalitet efter behov uden at skulle omkode hele filen – dette gør det meget nemmere og hurtigere at gemme projektfiler, da kun dele af en mediefil skal ændres.

Endelig kan brug af tabsgivende algoritmer også give ekstra sikkerhed i nogle tilfælde; da lyd med lavere bithastighed generelt er mindre distinkt og vanskeligere at fortolke identisk sammenlignet med versioner med højere bithastighed, kan den give et ekstra lag af sikkerhed, hvis store datasæt har brug for beskyttelse mod uautoriseret lytning eller visning. Lossy compression's brede vifte af fordele gøre det populært blandt digitale mediebrugere, der ønsker mindre filer med minimal indsats.

Hej, jeg er Kim, en mor og en stop-motion entusiast med en baggrund i medieskabelse og webudvikling. Jeg har en kæmpe passion for tegning og animation, og nu dykker jeg med hovedet ind i stop-motion-verdenen. Med min blog deler jeg mine erfaringer med jer.