Häviöinen pakkaus: mitä se on ja kuinka sitä käytetään

kirjoittanut kim Päivitetty: Kesäkuu 28, 2022

Häviöllinen pakkaus on menetelmä, jolla pienennetään datatiedostojen kokoa vaarantamatta alkuperäisen tiedon eheyttä.

Sen avulla voit ottaa suuria tiedostoja, jotka sisältävät paljon tietoa, ja pienentää niiden kokoa osan tiedoista poistaminen mutta ei vaikuta yleiseen laatuun. Tämä voi olla erityisen hyödyllistä käsiteltäessä suuria video- tai kuvatiedostoja.

Tämän artikkelin loppuosassa selitetään häviöllisen pakkauksen periaatteet ja kuinka soveltaa ja käyttää sitä tehokkaasti:

Määritelmä häviöllinen puristus

Häviöllinen pakkaus on eräänlainen tiedonpakkaustekniikka, joka käyttää menetelmiä tiedoston tai tietovirran koon pienentämiseen menettämättä merkittäviä määriä sen tietosisältöä. Tämäntyyppinen pakkaus tuottaa tiedostoja, jotka ovat pienempiä kuin niiden alkuperäiset versiot, samalla kun varmistetaan, että tietojen laatu, selkeys ja eheys säilyvät. Se toimii poistamalla valikoivasti osia mediadatasta (kuten ääni tai grafiikka), jotka jäävät ihmisen aisteille huomaamattomiksi. Häviöllinen pakkaus on ollut olemassa useita vuosia ja sen käyttö on tullut yhä suositummaksi tekniikan kehityksen ansiosta.

Tämäntyyppinen pakkaus on edullinen tilanteissa, joissa kaistanleveys tai tallennustila on rajoitettu, mikä tekee siitä erityisen hyödyllisen:

• Suoratoistosovellukset, kuten tilausvideo (VoD),
• Satelliittilähetykset,
• Lääketieteellinen kuvantaminen,
• Digitaaliset äänimuodot.

Tätä tekniikkaa käytetään laajalti myös ääni- ja kuvankäsittelysovelluksissa laadun säilyttämiseksi pienemmillä tiedostokooilla tallennettaessa muokattua projektitiedostoa. Häviöllistä pakkausta voidaan soveltaa muun tyyppisiin tietoihin, kuten tekstitiedostoihin, kunhan merkittävää alkuperäistä sisältöä ei menetetä prosessin aikana.

Toisin kuin häviöllinen pakkaus, On häviötön pakkaus joka yrittää minimoida syöttö- ja lähtötietovirtojen välisen vääristymän heikentämättä havainnoinnin selkeyttä hyödyntämällä itse lähdemateriaalista peräisin olevaa redundanttia tietoa sen sijaan, että poistaisi siitä mitään tietoa.

Häviöllisen kompression edut

Häviöllinen pakkaus on tehokas tapa pienentää tiedostokokoa säilyttäen silti kuvan yleisen laadun. Toisin kuin perinteisempi häviöttömät tiedonpakkaustekniikat, jotka valitsevat ja hylkäävät redundanssit tiedoissa pienentääkseen kokoa ja lisätäkseen lähetysnopeutta. Häviöllinen pakkaus toimii hylkäämällä valikoivasti tiedostossa olevat merkityksettömät ja tarpeettomat tiedot. Tämäntyyppinen pakkaus käyttää algoritmeja digitaalisen tiedoston tietojen analysointiin ja tarpeettomien osien poistamiseen vaikuttamatta suuresti yleiseen laatuun tai lopputulokseen.

Oikein käytettynä häviöllinen pakkaus voi tarjota monia etuja, kuten:

• Vähentyneet säilytysvaatimukset: Poistamalla epäolennaiset yksityiskohdat digitaalisesta tiedostosta, tuloksena oleva kuvakoko voi olla huomattavasti pienempi kuin alkuperäinen vastine, mikä säästää verkkovastaaville enemmän tallennustilaa.
• Parannetut siirtonopeudet: Häviölliset pakkausalgoritmit käyttävät vähemmän tietoa poistamalla kuvasta tarpeettoman tiedon, joka ei näy ihmissilmälle. Tämä tarkoittaa, että verkkojen välillä siirretyt tiedostot voivat olla huomattavasti nopeampia kuin alkuperäiset versiot laadusta tinkimättä.
• Parannettu katselukokemus: Tiedoston koon merkittävä pieneneminen parantaa katselukokemusta verkossa selaamisen tai mobiililaitteiden kuvien katselun aikana. Häviölliset pakatut kuvat vievät vähemmän muistia laitteiden kiintolevyiltä, ​​mikä parantaa kuvien toiston suorituskykyä kuvia ladattaessa tai verkkosivuja selatessa.

Häviöllisen kompression tyypit

Häviöllinen pakkaus on tiedonpakkaustekniikka, joka pienentää tiedoston kokoa hylkäämällä osia sen tiedoista, joita pidetään tarpeettomana. Se auttaa optimoida tiedostokoko ja voi säästää tallennustilaa. Tämän tyyppistä pakkaustekniikkaa voidaan käyttää erilaisissa sovelluksissa, kuten kuva-, ääni- ja videotiedostoissa.

Tässä artikkelissa keskustelemme neljä häviöllistä pakkaustyyppiä, niiden edut ja haitat:

JPEG

JPEG (yhteinen valokuva-asiantuntijaryhmä) on standardi digitaalisten kuvien häviöllinen pakkaus. JPEG tukee 8-bittisiä, harmaasävykuvia ja 24-bittisiä värikuvia. JPG toimii parhaiten valokuvissa, erityisesti niissä, joissa on paljon yksityiskohtia.

Kun JPG luodaan, kuva jaetaan pieniksi lohkoiksi nimeltämakrolohkot'. Matemaattinen kaava vähentää käytettävissä olevien värien tai sävyjen määrää kussakin lohkossa ja poistaa epätäydellisyydet, jotka haittaavat meitä, mutta eivät tietokoneita. Se tallentaa kaikki näihin lohkoihin tehdyt muutokset palatessaan takaisin niiden päälle ja tallentaa niiden alkuperäiset tilat niiden koon pienentämiseksi. Kun valokuva tallennetaan JPG-muodossa, se näyttää hieman erilaiselta riippuen siitä, kuinka paljon pakkausta on käytetty sen koon pienentämiseen. Kuvan laatu heikkenee, kun käytetään suurempia pakkausmääriä, ja artefakteja voi alkaa näkyä – kohinaa ja pikselointia. Kun tallennat kuvan JPG-muodossa, voit valita, kuinka paljon selkeyttä on uhrattava tiedoston koon pienentämiseen – tyypillisesti nimeltään "laatu". Tämä asetus vaikuttaa määrään häviöllinen pakkaus käytetään tiedostossasi.

MPEG

MPEG (Moving Picture Experts Group) on eräänlainen häviöllinen pakkaus jota käytetään ensisijaisesti ääni- ja videotiedostoille. Se suunniteltiin standardiksi multimediatiedostojen pakkaamiseen, ja siitä on tullut yhä suositumpi vuosien mittaan. MPEG-pakkauksen pääideana on pienentää tiedoston kokoa laadusta tinkimättä – tämä tehdään hylkäämällä tietyt tiedoston elementit, jotka eivät ole havainnollisesti tärkeitä katsojalle.

MPEG-pakkaus toimii analysoimalla videon, jakamalla sen osiin ja tekemällä päätöksiä siitä, mitkä osat voidaan turvallisesti hävittää, säilyttäen silti hyväksyttävän laatutason. MPEG keskittyy liikekomponentit videotiedostossa; kohteet, jotka eivät liiku kohtauksessa, on paljon helpompi pakata kuin kohteet, jotka liikkuvat tai joiden väri tai valovoima muuttuu nopeasti. Kehittyneiden algoritmien avulla MPEG voi luoda tehokkaita versioita jokaisesta tiedoston kehyksestä ja käyttää näitä kehyksiä edustamaan suurempia osia kohtauksesta.

MPEG-pakkauksen vuoksi menetetty laatu riippuu sekä valitusta algoritmista että käytetyistä asetuksista. Kompromissi tässä on koon ja laadun välillä; korkeammat asetukset tuottavat parempia tuloksia, mutta suuremmilla kustannuksilla tilan suhteen; päinvastoin, pienemmät asetukset tuottavat pienempiä tiedostoja, joiden laatu heikkenee huomattavasti, etenkin mitä tulee suuria videoita, kuten pitkiä elokuvia tai teräväpiirtotelevisioille sopivia korkearesoluutioisia videoita.

MP3

MP3tai Liikkuvien kuvien asiantuntijaryhmän äänikerros 3, on pakattu äänimuoto, joka käyttää useita tiettyjä algoritmeja pienentämään äänitiedostojen alkuperäistä kokoa. Sitä pidetään yhtenä suosituimmista muodoista, koska se on tehokas pakkaamaan digitaalisia äänikappaleita pienempiin kokoihin kuin muut häviöllinen muotoja. MP3 käyttää "häviöllistä" pakkausmuotoa, joka poistaa osan alkuperäisen tallenteen tiedoista ja helpottaa laitteiden, kuten kannettavien musiikkisoittimien, tallentaa ja suoratoistaa suuria määriä digitaalista musiikkia.

MP3 voi pakata minkä tahansa tyyppisen digitaalisen miksauksen mono, kaksoismono, stereo, kaksikanavainen ja yhteinen stereo. MP3-standardi tukee 8-320 Kbps bittinopeutta (kilobittia sekunnissa) pakkaa äänidatan 8kbps:ksi, mikä sopii suoratoistotarkoituksiin. Se tarjoaa asteittain korkeampaa äänenlaatua aina 320 kbps:iin asti paremmalla äänentarkkuudella ja suuremmalla bittinopeudella, mikä antaa entistä todenmukaisemman äänenlaadun suuremmalla tiedostokoolla, mikä hidastaa latausaikoja. Tätä pakkausmenetelmää käytettäessä käyttäjille olisi tyypillistä saavuttaa keskiarvo 75 %:n tiedostokoon pienennys ilman kuuntelunautinnon tai selkeyden menetystä sen koodausjärjestelmän ansiosta, joka siirtää tehokkaasti suurempia tietomääriä säilyttäen samalla oikean äänenlaadun.

Kuinka käyttää häviöllistä pakkausta

Häviöllinen pakkaus on tiedonpakkaustyyppi, joka pienentää tiedostoa poistamalla osan sen tiedoista. Tämä johtaa pienempään tiedostokokoon ja siten nopeampaan latausnopeuteen. Häviöinen pakkaus on loistava työkalu, kun haluat pakata nopeasti suuria tiedostoja.

Tässä artikkelissa keskustelemme:

• Kuinka käyttää häviöllinen pakkaus
• Mitä hyötyä on
• Miten optimoida pakkaamasi tiedostot

Vaiheittainen opas

Häviöllisen pakkauksen käyttäminen vaatii yleensä seuraavat vaiheet:

1. Valitse pakattavan tiedoston tai datan tyyppi – Pakatun muodon tyyppi voi vaihdella halutun tiedoston koon ja laatutason mukaan. Yleisiä muotoja ovat mm JPEG, MPEG, ja MP3.
2. Valitse pakkaustyökalu – Eri pakkaustyökalut käyttävät erilaisia ​​algoritmeja eritasoisten tiedostojen pakkausten luomiseen. Jotkut suositut työkalut ovat WinZip, zipX, 7-Zip ja WinRAR Windows-käyttäjille; Tavara X Mac-käyttäjille; ja iZarc monen alustan käyttäjille.
3. Säädä pakkausasetuksia – Jos haluat luoda räätälöidymmän tuloksen, tee säädöt, kuten muuttamalla pakkaustasoa, kuvan resoluutiota tai muita upotettuja asetuksia pakatussa muodossa ennen tietojen pakkaamista. Tarkista myös asetukset, jotka optimoivat kuvat verkkokatselua varten, jos mahdollista.
4. Pakkaa tiedosto tai tiedot – Aloita pakkausprosessi napsauttamalla Käynnistä tai "OK" sovelluksessa, kun olet tehnyt asetusten säädöt. Pakattavien tiedostojen koosta riippuen tämän prosessin suorittaminen voi kestää useita minuutteja riippuen käytetyn prosessorin ja ohjelmistosovelluksen nopeudesta.
5. Pura tiedosto tai tiedot – Purkamisprosessin avulla pääset käsiksi juuri kutistettuihin tiedostoihisi, kun ne on valmis, jotta voit aloittaa niiden käytön välittömästi, vaikka ne sopivat parhaiten käsillä olevaan projektiisi. Käytä haluttuja tiedostoja pakatuista kansioista tyypit vaihtelevat tyypillisesti .zip .rar .7z .tar .iso jne.. Purkaminen on yksinkertaisesti tiettyjen pakattujen komponenttien purkamista sovellusten, kuten esim WinZip, 7Zip, Izarc jne.. mahdollistaa henkilökohtaisen hallinnan siihen, mitä komponentteja haluat käyttää milloin tahansa, samalla kun muut pysyvät turvassa, tiiviissä suojatussa kansiossa mieltymystesi perusteella!

Esimerkkikäytäntöjä

Käytettäessä häviöllinen pakkaus, on tärkeää käyttää oikeaa muotoa oikealle sovellukselle. Jos esimerkiksi haluat jakaa esitystiedoston muiden ihmisten kanssa, sinun tulee käyttää a Häviön kuvaformaatti koska esitykset näytetään yleensä pienemmällä resoluutiolla ja pienessä koossa.

On olemassa useita tapoja maksimoida häviöllisen pakkauksen tehokkuus. Tässä on joitain parhaita käytäntöjä:

• Valitse sopiva pakkausmuoto käyttötapauksesi mukaan (jpeg kuville, mp3 äänelle, Jne.).
• Aseta sopiva laatutaso sen mukaan, kuinka paljon tietoja haluat hylätä.
• Säädä parametreja tarpeidesi mukaan; analysoida tiedoston koon ja laadun välistä kompromissia.
• Huomaa, että käytetään häviöllistä pakkausta useita kertoja voivat aiheuttaa näkyviä esineitä mediatiedostoihisi ja heikentää niiden laatua huomattavasti enemmän kuin yksi puristuskerta tavallisesti tekisi.
• Varmista, että pakattuihin tiedostoihin liittyvät metatiedot säilytetään oikein, jotta kaikki tärkeät tiedot ovat saatavilla, kun jaat tai näytät tiedoston sisällön osia.

Yhteenveto

Lopuksi häviöllinen pakkaus on loistava tapa pienentää tiedostokokoa ja lyhentää latausaikaa verkkosivustoilla säilyttäen kuitenkin a korkea laatutaso. Sen avulla voit pienentää kuvan tai äänitiedoston tiedostokokoa ilman, että sillä on merkittävää vaikutusta tiedoston laatuun. On kuitenkin tärkeää muistaa, että häviöllinen pakkaus vaikuttaa silti tiedoston laatuun, ja sitä on käytettävä varoen.

Yhteenveto häviöstä

Häviöllinen pakkaus on tiedonpakkaustyyppi, joka pienentää tiedoston kokoa poistamalla osan alkuperäisen tiedoston sisältämistä tiedoista. Tämä prosessi johtaa yleensä tiedostoihin, jotka ovat pienempiä kuin alkuperäiset tiedostot ja jotka on pakattu algoritmeilla, kuten JPEG, MP3 ja H.264 muutamia mainitakseni. Häviöisillä pakkaustekniikoilla on taipumus vaihtaa laatua kokoon, mutta optimoidut algoritmit voivat tuottaa tiedostoja, joiden havaittavissa oleva ero on hyvin vähän pakkaamattomasta alkuperäisestä.

Kun käytät häviöllistä pakkausta, on tärkeää harkita, kuinka paljon laatua voidaan hyväksyä tietylle tiedostokoon pienennystavoitteelle. Jotkut häviölliset pakkaukset voivat pienentää tiedostokokoa dramaattisesti samalla, kun laatu heikkenee suhteellisen vähän, kun taas toiset voivat tuottaa erittäin pieniä tiedostoja, mutta vääristymiä tai artefakteja ei voida hyväksyä. Yleensä, jos halutaan suurempia koon pienennyksiä, voidaan odottaa suurempia laatuhäviöitä ja päinvastoin.

Kaiken kaikkiaan häviöllinen pakkaus tarjoaa tehokkaan tavan pienentää tiedostokokoja tinkimättä liikaa suorituskyvystä verrattuna pakkaamattomiin muotoihin monissa tilanteissa. Nämä ongelmat on kuitenkin arvioitava tapauskohtaisesti ennen kuin tehdään päätös siitä, onko se sopiva ratkaisu tietylle ongelmajoukolle.

Häviöllisen pakkauksen käytön edut

Häviöinen pakkaus tarjoaa monia etuja digitaalisille mediatiedostoille. Ilmeisin etu on, että häviöllinen pakkaus tarjoaa suuremman tason tiedostokoon pienentäminen kuin perinteinen häviöttömät pakkausalgoritmit. Tämä auttaa pitämään tallennustilan ja kaistanleveyden käyttövaatimukset minimissä siirrettäessä suuria mediatiedostoja Internetin kautta tai pakattaessa niitä paikallista tallennusta varten.

Sen lisäksi, että häviöllinen pakkaus tarjoaa paremman tiedostokoon pienentämisen kuin perinteiset häviöttömät tekniikat, se mahdollistaa myös tiedostokokojen pienentämisen entisestään säilyttäen silti hyväksyttävän laatutason (riippuen pakattavan median tyypistä). Lisäksi häviöllisten algoritmien käyttö antaa käyttäjille mahdollisuuden säätää kuvan ja äänen laatua paikallisesti tarpeen mukaan ilman, että koko tiedostoa täytyy koodata uudelleen – tämä tekee projektitiedostojen tallentamisesta paljon helpompaa ja nopeampaa, koska vain osia mediatiedostosta tarvitsee muokata.

Lopuksi häviöllisten algoritmien käyttö voi myös tarjota lisäturvaa joissakin tapauksissa; koska alhaisemman bittinopeuden ääni on yleensä vähemmän erottuva ja vaikeampi tulkita samalla tavalla kuin korkeamman bittinopeuden versiot, se voi tarjota ylimääräisen suojakerroksen, jos suuret tietojoukot tarvitsevat suojaa luvattomalta kuuntelulta tai katselulta. Häviöllisen pakkauksen laaja valikoima etuja tehdä siitä suosittu digitaalisen median käyttäjien keskuudessa, jotka haluavat pienempiä tiedostoja pienellä vaivalla.

Hei, olen Kim, äiti ja stop-motion-harrastaja, jolla on tausta median luomisesta ja verkkokehityksestä. Minulla on valtava intohimo piirtämiseen ja animaatioon, ja nyt sukeltan pää edellä stop-motion-maailmaan. Blogissani jaan oppimani kanssanne.