Verlustbehaftete Komprimierung: Was ist das und wie wird es verwendet?

von Kim Aktualisiert: 28. Juni 2022

Verlustbehaftete Kompression ist eine Methode zur Verringerung der Größe von Datendateien, ohne die Integrität der Originaldaten zu beeinträchtigen.

Es ermöglicht Ihnen, große Dateien, die viele Daten enthalten, zu nehmen und ihre Größe zu reduzieren einige der Daten entfernen aber keinen Einfluss auf die Gesamtqualität. Dies kann besonders bei großen Video- oder Bilddateien von Vorteil sein.

Der Rest dieses Artikels erklärt die Prinzipien der verlustbehafteten Komprimierung und wie man es richtig anwendet und einsetzt:

Definition von verlustbehafteter Komprimierung

Verlustbehaftete Kompression ist eine Art von Datenkomprimierungstechnik, die Methoden verwendet, um die Größe einer Datei oder eines Datenstroms zu reduzieren, ohne dass erhebliche Mengen ihres Informationsgehalts verloren gehen. Diese Art der Komprimierung erzeugt Dateien, die kleiner als ihre Originalversionen sind, und stellt gleichzeitig sicher, dass die Qualität, Klarheit und Integrität der Daten erhalten bleibt. Es funktioniert durch selektives Löschen von Teilen der Mediendaten (wie Audio oder Grafiken), die für die menschlichen Sinne nicht wahrnehmbar bleiben. Verlustbehaftete Komprimierung gibt es seit vielen Jahren und ihre Verwendung wird aufgrund technologischer Fortschritte immer beliebter.

Diese Art der Komprimierung ist in Situationen vorteilhaft, in denen Bandbreite oder Speicherplatz begrenzt sind, was sie besonders nützlich macht in:

• Streaming-Anwendungen wie z Video-on-Demand (VoD),
• Satellitenübertragung,
• Medizinische Bildgebung,
• Digitale Audioformate.

Diese Technik wird auch häufig in Audio- und Bildbearbeitungsanwendungen verwendet, um die Qualität bei geringeren Dateigrößen beim Speichern einer bearbeiteten Projektdatei beizubehalten. Die verlustbehaftete Komprimierung kann auf andere Datentypen wie Textdateien angewendet werden, solange während des Prozesses kein wesentlicher Originalinhalt verloren geht.

Im Kontrast zu verlustbehaftete Komprimierung, Es gibt Verlustfreie Kompression die versucht, die Verzerrung zwischen Eingangs- und Ausgangsdatenströmen zu minimieren, ohne die wahrnehmbare Klarheit zu verringern, indem redundante Informationen aus dem Quellmaterial selbst verwendet werden, anstatt Informationen daraus zu löschen.

Vorteile der verlustbehafteten Komprimierung

Verlustbehaftete Kompression ist eine effektive Möglichkeit, die Dateigröße zu reduzieren und gleichzeitig die allgemeine Bildqualität beizubehalten. Im Gegensatz zu traditionelleren Techniken zur verlustfreien Datenkomprimierung, die Redundanzen in den Daten auswählen und verwerfen, um die Größe zu reduzieren und die Übertragungsgeschwindigkeit zu erhöhen, funktioniert die verlustbehaftete Komprimierung, indem unwichtige und redundante Informationen in einer Datei selektiv verworfen werden. Diese Art der Komprimierung verwendet Algorithmen, um die Daten in einer digitalen Datei zu analysieren und unnötige Teile zu entfernen, ohne die Gesamtqualität oder das Endergebnis stark zu beeinträchtigen.

Bei richtiger Anwendung kann die verlustbehaftete Komprimierung viele Vorteile bieten, wie zum Beispiel:

• Reduzierte Lagerkapazitäten: Durch das Entfernen irrelevanter Details aus einer digitalen Datei kann die resultierende Bildgröße erheblich kleiner sein als das ursprüngliche Gegenstück, was Webmastern größere Speicherplatzeinsparungen bietet.
• Verbesserte Übertragungsgeschwindigkeiten: Verlustbehaftete Komprimierungsalgorithmen verwenden weniger Daten, indem unnötige Informationen aus einem Bild entfernt werden, die für das menschliche Auge nicht sichtbar sind. Das bedeutet, dass Dateien, die über Netzwerke übertragen werden, erheblich schneller sein können als ihre Originalversionen, ohne dass die Qualität darunter leidet.
• Verbessertes Seherlebnis: Mit einer erheblichen Reduzierung der Dateigröße geht ein verbessertes Anzeigeerlebnis beim Surfen im Internet oder beim Anzeigen von Bildern auf Mobilgeräten einher. Verlustbehaftete komprimierte Bilder belegen weniger Speicherplatz auf Gerätefestplatten, was die Bildwiedergabeleistung beim Laden von Fotos oder beim Durchsuchen von Webseiten verbessert.

Arten von verlustbehafteter Komprimierung

Verlustbehaftete Kompression ist eine Datenkomprimierungstechnik, die die Größe einer Datei reduziert, indem Teile ihrer Daten verworfen werden, die als unnötig erachtet werden. Es hilft dabei Optimieren Sie die Dateigröße und kann helfen, Speicherplatz zu sparen. Diese Art der Komprimierungstechnik kann in verschiedenen Anwendungen wie Bild-, Audio- und Videodateien verwendet werden.

In diesem Artikel besprechen wir die vier Arten von verlustbehafteter Komprimierung, ihre Vor- und Nachteile:

JPEG

JPEG (Gemeinsame Fotografische Expertengruppe) ist ein Standard für verlustbehaftete Komprimierung digitaler Bilder. JPEG unterstützt 8-Bit-Graustufenbilder und 24-Bit-Farbbilder. JPG funktioniert am besten bei Fotos, besonders bei solchen mit vielen Details.

Wenn ein JPG erstellt wird, wird das Bild in kleine Blöcke namens "Makroblöcke'. Eine mathematische Formel reduziert die Menge der verfügbaren Farben oder Töne in jedem Block und beseitigt Unvollkommenheiten, die uns, aber nicht Computern, ein Dorn im Auge sind. Es zeichnet alle Änderungen auf, die in diesen Blöcken vorgenommen werden, so dass es über sie zurückgeht und ihre ursprünglichen Zustände aufzeichnet, um ihre Größe zu reduzieren. Wenn ein Foto als JPG gespeichert wird, sieht es etwas anders aus, je nachdem, wie stark es komprimiert wurde, um seine Größe zu reduzieren. Die Bildqualität nimmt ab, wenn höhere Komprimierungsgrade angewendet werden, und es können Artefakte auftreten – zusammen mit Rauschen und Pixelbildung. Beim Speichern eines Bilds als JPG können Sie auswählen, wie viel Klarheit für welchen Grad der Dateigrößenreduzierung geopfert werden muss – normalerweise als „Qualität“. Diese Einstellung wirkt sich auf die Menge aus verlustbehaftete Kompression in Ihrer Datei verwendet.

MPEG

MPEG (Bewegtbild-Expertengruppe) ist eine Art von verlustbehaftete Kompression das hauptsächlich für Audio- und Videodateien verwendet wird. Es wurde als Standard für die Komprimierung von Multimediadateien entwickelt und erfreut sich im Laufe der Jahre immer größerer Beliebtheit. Die Hauptidee hinter der MPEG-Komprimierung besteht darin, die Größe einer Datei zu reduzieren, ohne die Qualität zu beeinträchtigen – dies geschieht, indem bestimmte Elemente der Datei verworfen werden, die für den Betrachter nicht wichtig sind.

Die MPEG-Komprimierung funktioniert, indem sie ein Video analysiert, es in Stücke zerlegt und Entscheidungen darüber trifft, welche Teile sicher verworfen werden können, während ein akzeptables Qualitätsniveau beibehalten wird. MPEG konzentriert sich auf Bewegungskomponenten in einer Videodatei; Objekte, die sich in einer Szene nicht bewegen, lassen sich viel einfacher komprimieren als Objekte, die sich bewegen oder schnelle Änderungen in Farbe oder Lichtintensität aufweisen. Mithilfe fortschrittlicher Algorithmen kann MPEG effiziente Versionen jedes Frames in der Datei erstellen und diese Frames dann verwenden, um größere Teile der Szene darzustellen.

Der Qualitätsverlust aufgrund der MPEG-Komprimierung hängt sowohl vom gewählten Algorithmus als auch von den verwendeten Einstellungen ab. Der Kompromiss besteht hier zwischen Größe und Qualität; Höhere Einstellungen führen zu besseren Ergebnissen, kosten aber mehr Platz; Umgekehrt führen niedrigere Einstellungen zu kleineren Dateien mit deutlicheren Qualitätsverlusten, insbesondere bei große Videos wie Spielfilme oder hochauflösende Videos, die für HDTVs geeignet sind.

MP3

MP3, oder Expertengruppe Bewegte Bilder Audio Layer 3, ist ein komprimiertes Audioformat, das eine Reihe spezifischer Algorithmen verwendet, um die Originalgröße von Audiodateien zu reduzieren. Es gilt als eines der beliebtesten Formate aufgrund seiner Effizienz bei der Komprimierung digitaler Audio-Songs in kleinere Größen als andere verlustbehaftete Formate. MP3 verwendet eine „verlustbehaftete“ Form der Komprimierung, die einige der Daten der Originalaufnahme eliminiert und es Geräten wie tragbaren Musikplayern erleichtert, große Mengen digitaler Musik zu speichern und zu streamen.

MP3 kann jede Art von digitalem Mix komprimieren, von Mono, Duplikat-Mono, Stereo, Zweikanal und gemeinsames Stereo. Der MP3-Standard unterstützt eine Bitrate von 8-320 Kbps (Kilobit pro Sekunde) und komprimiert Sprachdaten auf 8 Kbps, was für Streaming-Zwecke geeignet ist. Es bietet eine progressiv höhere Klangqualität von bis zu 320 Kbps mit höherer Klangtreue und höherer Bitrate, was zu einer noch lebensechteren Klangqualität bei einer erhöhten Dateigröße führt, was zu langsameren Downloadzeiten führt. Bei Verwendung dieser Komprimierungsmethode wäre es typisch für Benutzer, einen Durchschnitt zu erreichen 75 % Reduzierung der Dateigröße ohne Verlust des Hörgenusses oder der Klarheit aufgrund seines Codierungssystems, das größere Datenmengen effizient überträgt und gleichzeitig eine angemessene Klangqualität beibehält.

So verwenden Sie verlustbehaftete Komprimierung

Verlustbehaftete Kompression ist eine Art der Datenkomprimierung, die eine Datei um reduziert einige seiner Daten entfernen. Dies führt zu einer kleineren Dateigröße und folglich zu schnelleren Download-Geschwindigkeiten. Die verlustbehaftete Komprimierung ist ein großartiges Werkzeug, wenn Sie große Dateien schnell komprimieren müssen.

In diesem Artikel besprechen wir:

• Wie man den Dienst nutzt verlustbehaftete Kompression
• Was sind die Vorteile
• So erreichen Optimieren Sie die Dateien, die Sie komprimieren

Schritt für Schritt Anleitung

Die Verwendung einer verlustbehafteten Komprimierung erfordert normalerweise die folgenden Schritte:

1. Wählen Sie den Datei- oder Datentyp aus, den Sie komprimieren möchten – Je nach gewünschter resultierender Dateigröße und Qualitätsstufe kann der Typ des komprimierten Formats variieren. Gängige Formate sind z JPEG, MPEG, und MP3.
2. Wählen Sie ein Komprimierungstool – Verschiedene Komprimierungstools verwenden unterschiedliche Algorithmen, um verschiedene Ebenen der Dateikomprimierung zu erstellen. Einige beliebte Tools sind WinZip, zipX, 7-Zip und WinRAR für Windows-Benutzer; Zeug X für Mac-Benutzer; und iZarc für Benutzer mehrerer Plattformen.
3. Komprimierungseinstellungen anpassen – Um ein maßgeschneidertes Ergebnis zu erzielen, nehmen Sie Anpassungen vor, wie z. B. das Ändern der Komprimierungsstufe, der Bildauflösung oder anderer eingebetteter Einstellungen innerhalb eines komprimierten Formats, bevor Sie die Daten komprimieren. Sehen Sie sich gegebenenfalls auch die Einstellungen an, die Bilder für die Webanzeige optimieren.
4. Datei oder Daten komprimieren – Starten Sie den Komprimierungsprozess, indem Sie in Ihrer Anwendung auf „Start“ oder „OK“ klicken, wenn Sie mit Ihren Einstellungsanpassungen fertig sind. Abhängig von der Größe der zu komprimierenden Dateien kann es mehrere Minuten dauern, bis dieser Vorgang abgeschlossen ist, abhängig von der Geschwindigkeit des verwendeten Prozessors und der verwendeten Softwareanwendung.
5. Datei oder Daten dekomprimieren – Der Extraktionsprozess ermöglicht Ihnen den Zugriff auf Ihre neu geschrumpften Dateien, sobald Sie fertig sind, sodass Sie sie sofort verwenden können, je nachdem, was für Ihr aktuelles Projekt am besten geeignet ist. Überschüssige gewünschte Dateien aus komprimierten Ordnern Typen variieren in der Regel von .zip .rar .7z .tar .iso usw.. Entpacken Extrahieren ist einfach das Extrahieren bestimmter komprimierter Komponenten über Anwendungen wie z WinZip, 7Zip, IArc usw.. So haben Sie die persönliche Kontrolle darüber, auf welche Komponenten Sie jederzeit zugreifen möchten, während andere nach Ihren Vorlieben in sicheren, streng geschützten Ordnern versteckt bleiben!

Praxisbeispiele

Beim Benutzen verlustbehaftete Kompression, ist es wichtig, das richtige Format für die richtige Anwendung zu verwenden. Wenn Sie beispielsweise eine Präsentationsdatei mit anderen Personen teilen müssen, sollten Sie a verwenden Verlust des Bildformats da Präsentationen in der Regel mit geringerer Auflösung und kleiner Größe dargestellt werden.

Es gibt mehrere Möglichkeiten, die Effektivität der verlustbehafteten Komprimierung zu maximieren. Hier sind einige der Best Practices:

• Wählen Sie je nach Anwendungsfall ein geeignetes Komprimierungsformat (JPEG für Bilder, MP3 für Audio, Etc.).
• Stellen Sie eine geeignete Qualitätsstufe ein, je nachdem, wie viele Daten Sie verwerfen möchten.
• Passen Sie die Parameter Ihren Bedürfnissen an; Analysieren Sie den Kompromiss zwischen Dateigröße und Qualität.
• Beachten Sie, dass die verlustbehaftete Komprimierung angewendet wird mehrmals kann sichtbare Artefakte in Ihren Mediendateien hervorrufen und verschlechtern ihre Qualität deutlicher, als dies normalerweise bei einem einzelnen Kompressionsdurchgang der Fall wäre.
• Stellen Sie sicher, dass mit komprimierten Dateien verknüpfte Metadaten ordnungsgemäß aufbewahrt werden, damit alle wichtigen Informationen verfügbar bleiben, wenn Elemente von Dateiinhalten verteilt oder angezeigt werden.

Zusammenfassung

Abschließend verlustbehaftete Kompression ist eine großartige Möglichkeit, die Dateigröße zu reduzieren und die Ladezeit auf Websites zu verkürzen und gleichzeitig eine hohe Qualität. Damit können Sie die Dateigröße einer Bild- oder Audiodatei reduzieren, ohne die Qualität der Datei stark zu beeinträchtigen. Es ist jedoch wichtig, sich daran zu erinnern verlustbehaftete Kompression wirkt sich dennoch auf die Qualität der Datei aus und muss mit Vorsicht verwendet werden.

Zusammenfassung der verlustbehafteten Komprimierung

Verlustbehaftete Kompression ist eine Art der Datenkomprimierung, die die Dateigröße reduziert, indem einige der in der Originaldatei enthaltenen Informationen entfernt werden. Dieser Prozess führt normalerweise zu Dateien, die kleiner als die Originaldateien sind und mit Algorithmen wie komprimiert wurden JPEG, MP3 und H.264 um ein paar zu nennen. Verlustbehaftete Komprimierungstechniken neigen dazu, etwas Qualität für Größe einzubüßen, aber optimierte Algorithmen können Dateien mit sehr geringem wahrnehmbarem Unterschied zum unkomprimierten Original erzeugen.

Beim Anwenden einer verlustbehafteten Komprimierung ist es wichtig zu berücksichtigen, wie viel Qualität für ein bestimmtes Ziel zur Reduzierung der Dateigröße akzeptabel ist. Einige verlustbehaftete Komprimierungen können die Dateigröße drastisch reduzieren und bieten dabei relativ minimale Qualitätsverluste, während andere extrem kleine Dateien mit inakzeptablen Verzerrungen oder Artefakten erzeugen können. Generell gilt: Wenn größere Größenreduktionen erwünscht sind, dann sind größere Qualitätsverluste zu erwarten und umgekehrt.

Insgesamt bietet die verlustbehaftete Komprimierung eine effektive Möglichkeit, die Dateigröße zu reduzieren, ohne in vielen Situationen zu viel Leistung im Vergleich zu unkomprimierten Formaten zu opfern. Diese Probleme müssen jedoch von Fall zu Fall bewertet werden, bevor eine Entscheidung darüber getroffen wird, ob es sich um eine geeignete Lösung für eine bestimmte Problemgruppe handelt oder nicht.

Vorteile der verlustbehafteten Komprimierung

Die verlustbehaftete Komprimierung bietet viele Vorteile für digitale Mediendateien. Der offensichtlichste Vorteil ist, dass die verlustbehaftete Komprimierung ein höheres Maß an Komprimierung bietet Reduzierung der Dateigröße als traditionell verlustfreie Komprimierungsalgorithmen. Dies trägt dazu bei, die Anforderungen an die Speicher- und Bandbreitennutzung auf ein Minimum zu reduzieren, wenn große Mediendateien über das Internet übertragen oder für die lokale Speicherung komprimiert werden.

Die verlustbehaftete Komprimierung bietet nicht nur eine bessere Reduzierung der Dateigröße als herkömmliche verlustfreie Techniken, sondern ermöglicht es auch, die Dateigröße noch weiter zu reduzieren, während immer noch ein akzeptables Qualitätsniveau beibehalten wird (abhängig von der Art des komprimierten Mediums). Darüber hinaus ermöglicht die Verwendung verlustbehafteter Algorithmen den Benutzern dies Bild- und Tonqualität lokal anpassen nach Bedarf, ohne die gesamte Datei neu codieren zu müssen – dies macht das Speichern von Projektdateien viel einfacher und schneller, da nur Teile einer Mediendatei geändert werden müssen.

Schließlich kann die Verwendung verlustbehafteter Algorithmen in einigen Fällen auch zusätzliche Sicherheit bieten; Da Audio mit niedrigerer Bitrate im Allgemeinen weniger deutlich und schwieriger identisch zu interpretieren ist als Versionen mit höherer Bitrate, kann es eine zusätzliche Sicherheitsebene bieten, wenn große Datensätze vor unbefugtem Abhören oder Ansehen geschützt werden müssen. Die zahlreichen Vorteile der verlustbehafteten Komprimierung Machen Sie es beliebt bei Nutzern digitaler Medien, die möchten kleinere Dateien mit minimalem Aufwand.

Hallo, ich bin Kim, eine Mutter und eine Stop-Motion-Enthusiastin mit einem Hintergrund in Medienerstellung und Webentwicklung. Ich habe eine große Leidenschaft für Zeichnen und Animation und tauche jetzt kopfüber in die Stop-Motion-Welt ein. Mit meinem Blog teile ich meine Erkenntnisse mit euch.