Kompresija s gubitkom: što je to i kako se koristi

od kim Ažurirano: Lipnja 28, 2022

Kompresija gubitaka je metoda koja se koristi za smanjenje veličine podatkovne datoteke bez ugrožavanja integriteta izvornih podataka.

Omogućuje vam da uzmete velike datoteke koje sadrže mnogo podataka i smanjite njihovu veličinu uklanjanje nekih podataka ali ne utječe na ukupnu kvalitetu. Ovo može biti posebno korisno kada se radi o velikim video ili slikovnim datotekama.

Ostatak ovog članka objasnit će principe kompresije s gubitkom i kako ga učinkovito primijeniti i koristiti:

Definicija kompresije s gubitkom

Kompresija gubitaka je vrsta tehnike sažimanja podataka koja koristi metode za smanjenje veličine datoteke ili toka podataka bez gubitka značajnih količina informativnog sadržaja. Ova vrsta kompresije proizvodi datoteke koje su manje od svojih izvornih verzija, a istovremeno osigurava očuvanje kvalitete, jasnoće i cjelovitosti podataka. Djeluje tako da selektivno briše dijelove medijskih podataka (kao što su zvuk ili grafika) koji ostaju neprimjetni ljudskim osjetilima. Kompresija s gubitkom postoji već mnogo godina i njezina je upotreba postala sve popularnija zbog napretka tehnologije.

Ova vrsta kompresije je korisna u situacijama kada je propusnost ili prostor za pohranu ograničen, što je čini posebno korisnom u:

• Aplikacije za strujanje kao što su video na zahtjev (VoD),
• satelitsko emitiranje,
• medicinsko snimanje,
• Digitalni audio formati.

Ova se tehnika također intenzivno koristi u aplikacijama za uređivanje zvuka i slika kako bi se održala kvaliteta s manjim veličinama datoteka prilikom spremanja uređene datoteke projekta. Kompresija s gubitkom može se primijeniti na druge vrste podataka kao što su tekstualne datoteke sve dok se tijekom procesa ne izgubi značajan izvorni sadržaj.

Za razliku od kompresija s gubitkom, Postoji kompresija bez gubitaka koji pokušava minimizirati distorziju između ulaznih i izlaznih tokova podataka bez smanjenja perceptivne jasnoće korištenjem suvišnih informacija iz samog izvornog materijala umjesto brisanja bilo koje informacije iz njega.

Prednosti kompresije s gubitkom

Kompresija gubitaka učinkovit je način smanjenja veličine datoteke uz zadržavanje ukupne kvalitete slike. Za razliku od tradicionalnijeg tehnike kompresije podataka bez gubitaka, koji odabiru i odbacuju redundancije u podacima kako bi smanjili veličinu i povećali brzinu prijenosa, kompresija s gubitkom funkcionira tako da selektivno odbacuje nevažne i suvišne informacije u datoteci. Ova vrsta kompresije koristi algoritme za analizu podataka unutar digitalne datoteke i uklanjanje nepotrebnih dijelova bez značajnog utjecaja na ukupnu kvalitetu ili krajnji rezultat.

Kada se pravilno koristi, kompresija s gubitkom može pružiti mnoge prednosti, kao što su:

• Smanjeni zahtjevi za skladištenje: Uklanjanjem nebitnih detalja iz digitalne datoteke, rezultirajuća veličina slike može biti znatno manja od izvorne slike, što omogućuje veće uštede prostora za webmastere.
• Poboljšane brzine prijenosa: Algoritmi kompresije s gubitkom koriste manje podataka eliminirajući nepotrebne informacije sa slike koje nisu vidljive ljudskom oku. To znači da datoteke koje se prenose preko mreže mogu biti znatno brže od svojih izvornih verzija bez žrtvovanja kvalitete.
• Poboljšano iskustvo gledanja: Sa značajnim smanjenjem veličine datoteke dolazi do poboljšanog iskustva gledanja tijekom pregledavanja online ili pregledavanja slika na mobilnim uređajima. Komprimirane slike s gubitkom zauzimaju manje memorije na tvrdim diskovima uređaja što pomaže u performansama renderiranja slike prilikom učitavanja fotografija ili pregledavanja web stranica.

Vrste kompresije s gubitkom

Kompresija gubitaka je tehnika kompresije podataka koja smanjuje veličinu datoteke odbacivanjem dijelova podataka koji se smatraju nepotrebnim. Pomaže da se optimizirajte veličinu datoteke i može pomoći u uštedi prostora za pohranu. Ova vrsta tehnike kompresije može se koristiti u raznim aplikacijama kao što su slikovne, audio i video datoteke.

U ovom ćemo članku raspravljati o četiri vrste kompresije s gubitkom, njihove prednosti i mane:

JPEG

JPEG (Joint Photographic Experts Group) je standard za kompresija digitalnih slika s gubitkom. JPEG podržava 8-bitne slike u sivim tonovima i 24-bitne slike u boji. JPG najbolje funkcionira na fotografijama, posebno onima s puno detalja.

Kada se izradi JPG, slika se dijeli na male blokove koji se nazivaju 'makroblokova'. Matematička formula smanjuje količinu dostupnih boja ili tonova u svakom bloku i uklanja nesavršenosti koje su nama trna u oku, ali ne i računalima. Bilježi sve promjene napravljene u tim blokovima tako da se vraća preko njih i bilježi njihova izvorna stanja kako bi se smanjila njihova veličina. Kada je fotografija spremljena kao JPG, izgledat će malo drugačije ovisno o tome koliko je kompresije korišteno da se smanji njezina veličina. Kvaliteta slike se smanjuje kada se primijeni veća količina kompresije i mogu se početi pojavljivati ​​artefakti – zajedno sa šumom i pikselizacijom. Prilikom spremanja slike kao JPG možete odabrati koliko jasnoće treba žrtvovati za koji stupanj smanjenja veličine datoteke – obično se naziva "kvalitet“. Ova postavka utječe na količinu kompresija s gubitkom koristi se u vašoj datoteci.

MPEG

MPEG (Grupa stručnjaka za pokretne slike) je vrsta kompresija s gubitkom koji se prvenstveno koristi za audio i video datoteke. Dizajniran je kao standard za komprimiranje multimedijskih datoteka i postao je sve popularniji tijekom godina. Glavna ideja MPEG kompresije je smanjiti veličinu datoteke bez ugrožavanja kvalitete – to se postiže odbacivanjem određenih elemenata datoteke koji gledatelju nisu perceptivno važni.

MPEG kompresija funkcionira tako što analizira video, rastavlja ga na dijelove i donosi odluke o tome koji se dijelovi mogu sigurno odbaciti, a da pritom zadrži prihvatljivu razinu kvalitete. MPEG se fokusira na komponente kretanja u video datoteci; objekte koji se ne miču u sceni mnogo je lakše komprimirati nego objekte koji se kreću ili imaju brze promjene u boji ili intenzitetu svjetla. Koristeći napredne algoritme, MPEG može stvoriti učinkovite verzije svakog okvira unutar datoteke i zatim koristiti te okvire za predstavljanje većih dijelova scene.

Količina izgubljene kvalitete zbog MPEG kompresije ovisi o odabranom algoritmu i korištenim postavkama. Kompromis je ovdje između veličine i kvalitete; više postavke će dati bolje rezultate, ali uz veću cijenu u smislu prostora; nasuprot tome, niže postavke proizvest će manje datoteke s značajnijim gubicima kvalitete, osobito kada je riječ o velike videozapise kao što su dugometražni filmovi ili videozapisi visoke razlučivosti prikladni za HDTV.

MP3

MP3, ili Moving Pictures Expert Group Audio Layer 3, komprimirani je audio format koji koristi niz specifičnih algoritama za smanjenje izvorne veličine audio datoteka. Smatra se jednim od najpopularnijih formata zbog svoje učinkovitosti u komprimiranju digitalnih audio pjesama u manje veličine od ostalih gubljenje formati. MP3 koristi "lossy" oblik kompresije koji eliminira neke podatke izvorne snimke i olakšava uređajima kao što su prijenosni glazbeni playeri pohranu i strujanje velike količine digitalne glazbe.

MP3 može komprimirati bilo koju vrstu digitalnog miksa u rasponu od mono, dupli mono, stereo, dvokanalni i zajednički stereo. MP3 standard podržava brzinu prijenosa od 8-320 Kbps (kilobita u sekundi) komprimira glasovne podatke u 8 kbps što je prikladno za svrhe strujanja. Nudi progresivno više razine kvalitete zvuka do 320 Kbps s većom vjernošću zvuka i većom brzinom prijenosa dajući još realističniju kvalitetu zvuka uz povećanu veličinu datoteke što rezultira sporijim vremenom preuzimanja. Pri korištenju ove metode kompresije bilo bi uobičajeno da korisnici postignu prosjek 75% smanjenje veličine datoteke bez gubitka u užitku slušanja ili jasnoći zahvaljujući sustavu kodiranja koji učinkovito prenosi veće količine podataka uz održavanje odgovarajuće kvalitete zvuka.

Kako koristiti kompresiju s gubitkom

Kompresija gubitaka je vrsta kompresije podataka koja smanjuje datoteku za uklanjanje nekih njegovih podataka. To će rezultirati manjom veličinom datoteke i posljedično većim brzinama preuzimanja. Kompresija s gubitkom izvrstan je alat za korištenje kada trebate brzo komprimirati velike datoteke.

U ovom članku raspravljat ćemo o sljedećem:

• Kako koristiti kompresija s gubitkom
• Koje su prednosti
• kako optimizirati datoteke koje komprimirate

Vodič korak po korak

Korištenje kompresije s gubitkom obično zahtijeva sljedeće korake:

1. Odaberite vrstu datoteke ili podataka koje želite komprimirati – Ovisno o željenoj rezultirajućoj veličini datoteke i razini kvalitete, vrsta komprimiranog formata može varirati. Uobičajeni formati uključuju JPEG, MPEG, i MP3.
2. Odaberite alat za kompresiju – Različiti alati za kompresiju koriste različite algoritme za stvaranje različitih razina kompresije datoteke. Neki popularni alati su WinZip, zipX, 7-Zip i WinRAR za Windows korisnike; Stvari X za Mac korisnike; i iZarc za korisnike na više platformi.
3. Prilagodite postavke kompresije – da biste stvorili prilagođeniji rezultat, izvršite prilagodbe poput promjene razine kompresije, rezolucije slike ili drugih ugrađenih postavki unutar komprimiranog formata prije komprimiranja podataka. Također pogledajte postavke koje optimiziraju slike za web pregled ako je primjenjivo.
4. Komprimirajte datoteku ili podatke – pokrenite proces kompresije klikom na start ili "OK" u svojoj aplikaciji kada završite s podešavanjem postavki. Ovisno o veličini datoteka koje se sažimaju, dovršetak ovog procesa može potrajati nekoliko minuta, ovisno o brzini procesora i korištenoj softverskoj aplikaciji.
5. Dekomprimirajte datoteku ili podatke – postupak izdvajanja omogućit će vam pristup vašim nedavno smanjenim datotekama nakon dovršetka, tako da ih možete odmah početi koristiti, bez obzira na to da li su najprikladnije za vaš projekt. Pristup željenim datotekama iz komprimiranih mapa vrste koje se obično razlikuju od .zip .rar .7z .tar .iso itd. Raspakiranje je jednostavno izdvajanje specifičnih komprimiranih komponenti putem aplikacija kao što su WinZip, 7Zip, IZarc itd.. dopuštajući osobnu kontrolu nad komponentama koje želite da budu dostupne u bilo kojem trenutku, dok ostale čuvate u sigurnim i zaštićenim mapama na temelju vaših preferencija!

Najbolje prakse

Pri korištenju kompresija s gubitkom, važno je koristiti pravi format za pravu primjenu. Na primjer, ako trebate podijeliti datoteku prezentacije s drugim ljudima, tada biste trebali koristiti a Format slike s gubitkom budući da se prezentacije obično prikazuju u nižoj razlučivosti i male veličine.

Postoji nekoliko načina za povećanje učinkovitosti kompresije s gubitkom. Evo nekih od najboljih praksi:

• Odaberite odgovarajući format kompresije prema vašem slučaju upotrebe (jpeg za slike, mp3 za audio, Itd.).
• Postavite odgovarajuću razinu kvalitete ovisno o tome koliko podataka želite odbaciti.
• Podesite parametre prema svojim potrebama; analizirati kompromis između veličine datoteke i kvalitete.
• Imajte na umu da primjena kompresije s gubitkom više puta može izazvati vidljive artefakte u vašim medijskim datotekama i umanjiti njihovu kvalitetu značajnije nego što bi obično bio jedan prolaz kompresije.
• Provjerite jesu li metapodaci povezani s komprimiranim datotekama pravilno sačuvani kako bi sve važne informacije ostale dostupne prilikom distribucije ili prikazivanja elemenata sadržaja datoteke.

Zaključak

U zaključku, kompresija s gubitkom odličan je način za smanjenje veličine datoteka i vrijeme učitavanja na web-mjestima, a da pritom zadržite a visoka razina kvalitete. Omogućuje vam smanjenje veličine datoteke slike ili audio datoteke bez većeg utjecaja na kvalitetu datoteke. Međutim, važno je zapamtiti da kompresija s gubitkom i dalje će utjecati na kvalitetu datoteke i mora se pažljivo koristiti.

Sažetak kompresije s gubitkom

Kompresija gubitaka je vrsta kompresije podataka koja smanjuje veličinu datoteke uklanjanjem nekih informacija sadržanih u izvornoj datoteci. Ovaj proces obično rezultira datotekama koje su manje od izvornih datoteka i komprimirane su pomoću algoritama kao što su JPEG, MP3 i H.264 da spomenemo neke. Tehnike sažimanja s gubitkom nastoje zamijeniti kvalitetu za veličinu, ali optimizirani algoritmi mogu proizvesti datoteke s vrlo malom razlikom u odnosu na nekomprimirani izvornik.

Kada primjenjujete kompresiju s gubitkom, važno je razmotriti koliko će kvaliteta biti prihvatljiva za određeni cilj smanjenja veličine datoteke. Neke kompresije s gubitkom mogu dramatično smanjiti veličinu datoteke, a istovremeno nude relativno minimalne gubitke kvalitete, dok druge mogu proizvesti iznimno male datoteke, ali s neprihvatljivim izobličenjima ili artefaktima. Općenito, ako se žele veća smanjenja veličine, tada se mogu očekivati ​​veći gubici kvalitete i obrnuto.

Općenito, kompresija s gubitkom pruža učinkovit način za smanjenje veličine datoteke bez žrtvovanja previše performansi u usporedbi s nekomprimiranim formatima u mnogim situacijama; međutim, ovi se problemi moraju procijeniti od slučaja do slučaja prije donošenja odluke o tome je li to prikladno rješenje za određeni skup problema.

Prednosti korištenja kompresije s gubitkom

Kompresija s gubitkom daje mnoge prednosti digitalnim medijskim datotekama. Najočitija prednost je da kompresija s gubitkom nudi veći stupanj smanjenje veličine datoteke nego tradicionalni algoritmi kompresije bez gubitaka. To pomaže da se zahtjevi za pohranom i korištenjem propusnosti svedu na minimum prilikom prijenosa velikih medijskih datoteka preko interneta ili za njihovu kompresiju za lokalnu pohranu.

Osim što nudi bolje smanjenje veličine datoteke od tradicionalnih tehnika bez gubitaka, korištenje kompresije s gubitkom također omogućuje dodatno smanjenje veličine datoteke uz zadržavanje prihvatljive razine kvalitete (ovisno o vrsti medija koji se komprimira). Dodatno, korištenje algoritama s gubicima omogućuje korisnicima da lokalno prilagoditi kvalitetu slike i zvuka po potrebi bez potrebe za ponovnim kodiranjem cijele datoteke – ovo čini spremanje projektnih datoteka mnogo lakšim i bržim budući da je potrebno mijenjati samo dijelove medijske datoteke.

Konačno, korištenje algoritama s gubicima također može pružiti dodatnu sigurnost u nekim slučajevima; budući da je zvuk s nižom brzinom prijenosa općenito manje jasan i teže ga je identično interpretirati u usporedbi s verzijama s većom brzinom prijenosa, može pružiti dodatni sloj sigurnosti ako veliki skupovi podataka trebaju zaštitu od neovlaštenog slušanja ili gledanja. Širok raspon prednosti kompresije s gubitkom učiniti ga popularnim među korisnicima digitalnih medija koji žele manje datoteke uz minimalan napor.

Bok, ja sam Kim, mama sam i zaljubljenica u stop-motion s iskustvom u stvaranju medija i web razvoju. Imam ogromnu strast prema crtanju i animaciji, a sada naglavačke ronim u stop-motion svijet. Sa svojim blogom dijelim svoja saznanja s vama.