Lossy Compression: Hvað er það og hvernig á að nota það

eftir kim Uppfært: Júní 28, 2022

Tapað þjöppun er aðferð notuð til að minnka gagnaskrárstærð án þess að skerða heilleika upprunalegu gagna.

Það gerir þér kleift að taka stórar skrár sem innihalda mikið af gögnum og minnka stærð þeirra um að fjarlægja hluta af gögnunum en hefur ekki áhrif á heildargæði. Þetta getur verið sérstaklega gagnlegt þegar verið er að takast á við stórar myndbands- eða myndaskrár.

Það sem eftir er af þessari grein mun útskýra meginreglur tapaðrar þjöppunar og hvernig á að sækja um og nota það á áhrifaríkan hátt:

Skilgreining á Lossy Compression

Tapað þjöppun er tegund gagnaþjöppunartækni sem notar aðferðir til að minnka stærð skráar eða gagnastraums án þess að tapa umtalsverðu magni af upplýsingainnihaldi hennar. Þessi tegund af þjöppun framleiðir skrár sem eru minni en upprunalegu útgáfur þeirra á sama tíma og tryggt er að gæði, skýrleiki og heiðarleiki gagnanna haldist. Það virkar með því að eyða vali hluta af miðlunargögnum (svo sem hljóð eða grafík) sem eru enn ómerkjanleg fyrir mannleg skynfæri. Lossy compression hefur verið til í mörg ár og notkun hennar hefur orðið sífellt vinsælli vegna framfara í tækni.

Þessi tegund af þjöppun er hagstæð í aðstæðum þar sem bandbreidd eða geymslupláss er takmarkað, sem gerir það sérstaklega gagnlegt í:

• Straumforrit eins og video-on-demand (VoD),
• Gervihnattaútsendingar,
• Læknisfræðileg myndgreining,
• Stafræn hljóðsnið.

Þessi tækni er einnig notuð mikið í hljóð- og myndvinnsluforritum til að viðhalda gæðum með minni skráarstærðum þegar breytt verkefnisskrá er vistuð. Hægt er að beita tapandi þjöppun á aðrar tegundir gagna eins og textaskrár svo framarlega sem ekkert verulegt upprunalegt efni tapast á meðan á ferlinu stendur.

Öfugt við tapandi þjöppun, Það er taplaus þjöppun sem reynir að lágmarka röskun milli inntaks- og úttaksgagnastrauma án þess að draga úr skynjunarskýrleika með því að nýta óþarfa upplýsingar innan úr frumefninu sjálfu í stað þess að eyða öllum upplýsingum úr því.

Kostir tapsþjöppunar

Tapað þjöppun er áhrifarík leið til að minnka skráarstærð en viðhalda heildarmyndgæðum. Ólíkt hefðbundnara taplausa gagnaþjöppunartækni, sem velja og fleygja offramboðum í gögnunum til að minnka stærð og auka sendingarhraða, tapsþjöppun virkar með því að henda ómikilvægum og óþarfi upplýsingum í skrá. Þessi tegund af þjöppun notar reiknirit til að greina gögnin í stafrænni skrá og útrýma óþarfa hlutum án þess að hafa mikil áhrif á heildargæði eða lokaniðurstöðu.

Þegar það er notað rétt getur tapsþjöppun veitt marga kosti, svo sem:

• Minni kröfur um geymslu: Með því að fjarlægja óviðkomandi upplýsingar úr stafrænni skrá getur myndastærðin sem myndast orðið verulega minni en upphafleg hliðstæða hennar, sem sparar vefstjóra meiri geymslu.
• Bættur sendingarhraði: Losandi þjöppunaralgrím nota minni gögn með því að útrýma óþarfa upplýsingum úr mynd sem er ekki sýnileg mannsauga. Þetta þýðir að skrár sem sendar eru yfir netkerfi geta verið verulega hraðari en upprunalegu útgáfur þeirra án þess að fórna gæðum.
• Bætt útsýnisupplifun: Með verulegri minnkun á skráarstærð fylgir bætt skoðunarupplifun á meðan þú vafrar á netinu eða skoðar myndir í farsímum. Tapaðar þjappaðar myndir taka minna minni á hörðum diskum tækisins sem hjálpar til við að skila myndum við að hlaða myndum eða vafra um vefsíður.

Tegundir tapsþjöppunar

Tapað þjöppun er gagnaþjöppunartækni sem minnkar stærð skráar með því að fleygja hluta af gögnum hennar sem eru talin óþörf. Það hjálpar til fínstilla skráarstærðina og getur hjálpað til við að spara geymslupláss. Þessa tegund af þjöppunartækni er hægt að nota í ýmsum forritum eins og mynd-, hljóð- og myndbandsskrám.

Í þessari grein munum við ræða fjórar gerðir af tapandi þjöppun, kostir þeirra og gallar:

JPEG

JPEG (Joint Photographic Experts Group) er staðall fyrir tapsþjöppun á stafrænum myndum. JPEG styður 8-bita, grátónamyndir og 24-bita litmyndir. JPG virkar best á myndir, sérstaklega þær sem eru með mikið af smáatriðum.

Þegar JPG er búið til er myndinni skipt í litla kubba sem kallast 'stórblokkir'. Stærðfræðileg formúla dregur úr magni tiltækra lita eða tóna í hverri blokk og tekur í burtu ófullkomleika sem eru okkur sár í augum, en ekki tölvur. Það skráir allar breytingar sem gerðar eru á þessum kubbum þannig að það fer aftur yfir þá og skráir upprunalegt ástand þeirra til að minnka stærð þeirra. Þegar mynd er vistuð sem JPG birtist hún aðeins öðruvísi eftir því hversu mikil þjöppun hefur verið notuð til að minnka stærð hennar. Myndgæði minnka þegar meiri þjöppun er notuð og gripir geta byrjað að birtast – ásamt hávaða og pixlamyndun. Þegar þú vistar mynd sem JPG geturðu valið hversu mikilli skýrleika þarf að fórna fyrir hversu mikla skráarstærðarminnkun - venjulega kallað "gæði“. Þessi stilling hefur áhrif á magn af tapandi þjöppun notað á skrána þína.

MPEG

MPEG (Moving Picture Experts Group) er gerð af tapandi þjöppun sem er fyrst og fremst notað fyrir hljóð- og myndskrár. Hann var hannaður sem staðall til að þjappa margmiðlunarskrám og hefur orðið sífellt vinsælli í gegnum árin. Meginhugmyndin á bak við MPEG-þjöppun er að minnka stærð skráar án þess að skerða gæði - þetta er gert með því að farga ákveðnum þáttum skráarinnar sem eru ekki skynjunarlega mikilvægir fyrir áhorfandann.

MPEG-þjöppun virkar með því að greina myndband, skipta því niður í klumpur og taka ákvarðanir um hvaða hlutum er hægt að farga á öruggan hátt, en halda samt viðunandi gæðum. MPEG leggur áherslu á hreyfihlutar í myndbandsskrá; hlutir sem hreyfast ekki í senu eru mun auðveldari í þjöppun en hlutir sem hreyfast um eða hafa örar breytingar á lit eða ljósstyrk. Með því að nota háþróaða reiknirit getur MPEG búið til skilvirkar útgáfur af hverjum ramma í skránni og síðan notað þá ramma til að tákna stærri hluta sviðsins.

Magn gæða sem tapast vegna MPEG-þjöppunar fer eftir bæði valnu reikniritinu og stillingum sem notaðar eru. Málið hér er á milli stærðar og gæða; hærri stillingar munu skila betri árangri en með meiri kostnaði hvað varðar pláss; öfugt, lægri stillingar munu framleiða smærri skrár með meira áberandi gæðatap, sérstaklega þegar kemur að stór myndbönd eins og kvikmyndir í fullri lengd eða háupplausnarmyndbönd sem henta fyrir háskerpusjónvarp.

MP3

MP3, eða Hljóðlag fyrir hreyfimyndir sérfræðingahóps 3, er þjappað hljóðsnið sem notar úrval af sérstökum reikniritum til að minnka upprunalega stærð hljóðskráa. Það er talið eitt vinsælasta sniðið vegna skilvirkni þess við að þjappa stafrænum hljóðlögum í smærri stærðir en önnur. lossy sniðum. MP3 notar „tapandi“ form þjöppunar sem útilokar hluta af gögnum upprunalegu upptökunnar og auðveldar tækjum eins og flytjanlegum tónlistarspilurum að geyma og streyma miklu magni af stafrænni tónlist.

MP3 getur þjappað hvers kyns stafrænni blöndu, allt frá mónó, tvítekið mónó, hljómtæki, tvírása og sameiginlega hljómtæki. MP3 staðallinn styður 8-320Kbps bitahraða (kílóbitar á sekúndu) þjappar raddgögnum í 8kbps sem er hentugur fyrir streymi. Það býður upp á sífellt hærra hljóðgæði allt að 320Kbps með meiri hljóðnæði og hærri bitahraða sem gefur enn raunhæfari hljóðgæði í aukinni skráarstærð sem leiðir til hægari niðurhalstíma. Þegar þessi þjöppunaraðferð er notuð væri dæmigert fyrir notendur að ná meðaltali 75% minni skráarstærð án þess að tapa hlustunargleði eða skýrleika vegna kóðakerfis þess sem flytur meira magn af gögnum á skilvirkan hátt á sama tíma og viðheldur viðeigandi hljóðgæðum.

Hvernig á að nota tapaða þjöppun

Tapað þjöppun er tegund gagnaþjöppunar sem minnkar skrá um að fjarlægja hluta af gögnum þess. Þetta mun leiða til minni skráarstærðar og þar af leiðandi hraðari niðurhalshraða. Lossy compression er frábært tæki til að nota þegar þú þarft að þjappa stórum skrám hratt.

Í þessari grein munum við ræða:

• Hvernig á að nota tapandi þjöppun
• Hver ávinningurinn er
• Hvernig á að fínstilltu skrárnar sem þú þjappar saman

Skref fyrir skref leiðbeiningar

Notkun tapaðrar þjöppunar krefst venjulega eftirfarandi skrefa:

1. Veldu tegund skráar eða gagna sem þú vilt þjappa - Það fer eftir skráarstærð og gæðastigi sem óskað er eftir, gerð þjappaðs sniðs getur verið mismunandi. Algeng snið eru ma JPEG, MPEG, og MP3.
2. Veldu þjöppunartól - Mismunandi þjöppunarverkfæri nota mismunandi reiknirit til að búa til mismunandi stig skráarþjöppunar. Sum vinsæl verkfæri eru WinZip, zipX, 7-Zip og WinRAR fyrir Windows notendur; Stuffit X fyrir Mac notendur; og iZarc fyrir notendur á mörgum vettvangi.
3. Stilltu þjöppunarstillingar - Til að búa til sérsniðnari niðurstöðu skaltu gera breytingar eins og að breyta þjöppunarstigi, myndupplausn eða öðrum innfelldum stillingum innan þjappaðs sniðs áður en gögnunum er þjappað. Skoðaðu einnig stillingar sem fínstilla myndir fyrir vefskoðun ef við á.
4. Þjappa skrá eða gögnum - Byrjaðu þjöppunarferlið með því að smella á byrjun eða „Í lagi“ í forritinu þínu þegar þú hefur lokið við að breyta stillingunum þínum. Það fer eftir stærð skráa sem verið er að þjappa saman, það gæti tekið nokkrar mínútur að ljúka þessu ferli eftir hraða örgjörva og hugbúnaðar sem notað er.
5. Taka úr þjöppun skrá eða gagna – Útdráttarferlið mun leyfa þér að fá aðgang að nýlega minnkaðri skrám þínum þegar þeim er lokið svo að þú getir byrjað að nota þær strax þó þær henta best fyrir verkefnið þitt. Sæktu æskilegar skrár úr þjöppuðum möppum gerðir venjulega mismunandi frá .zip .rar .7z .tar .iso osfrv.. Unzip útdráttur er einfaldlega að draga út tiltekna þjappaða íhluti í gegnum forrit eins og WinZip, 7Zip, IZarc o.s.frv.. leyfa persónulegri stjórn á hvaða íhlutum þú vilt hafa aðgang að hverju sinni á meðan þú heldur öðrum í öruggum þéttum vernduðum möppum miðað við óskir þínar!

Best Practices

Þegar þú notar tapandi þjöppun, það er mikilvægt að nota rétt snið fyrir rétt forrit. Til dæmis, ef þú þarft að deila kynningarskrá með öðru fólki, þá ættir þú að nota a Tapað myndsnið þar sem kynningar eru venjulega sýndar í minni upplausn og lítilli stærð.

Það eru nokkrar leiðir til að hámarka skilvirkni tapsþjöppunar. Hér eru nokkrar af bestu starfsvenjunum:

• Veldu viðeigandi þjöppunarsnið í samræmi við notkunartilvik (jpeg fyrir myndir, mp3 fyrir hljóð, O.fl.).
• Stilltu viðeigandi gæðastig eftir því hversu mikið af gögnum þú vilt fleygja.
• Stilltu færibreyturnar í samræmi við þarfir þínar; greina á milli skráarstærðar og gæða.
• Vertu meðvituð um að beita tapandi þjöppun mörgum sinnum getur framkallað sýnilega gripi í miðlunarskrám þínum og rýra gæði þeirra marktækara en einn þjöppunargangur myndi venjulega gera.
• Gakktu úr skugga um að lýsigögn sem tengjast þjöppuðum skrám séu rétt varðveitt þannig að allar mikilvægar upplýsingar séu áfram tiltækar þegar dreift er eða birtir þættir í skráarinnihaldi.

Niðurstaða

Niðurstaðan er sú að tapandi þjöppun er frábær leið til að minnka skráarstærð og draga úr hleðslutíma á vefsíðum á meðan þú heldur a hágæða. Það gerir þér kleift að minnka skráarstærð myndar eða hljóðskrár án þess að hafa mikil áhrif á gæði skrárinnar. Það er hins vegar mikilvægt að muna það tapandi þjöppun mun samt hafa áhrif á gæði skrárinnar og verður að nota það með varúð.

Samantekt á Lossy Compression

Tapað þjöppun er gerð gagnaþjöppunar sem dregur úr skráarstærð með því að fjarlægja hluta af upplýsingum sem eru í upprunalegu skránni. Þetta ferli leiðir venjulega til skráa sem eru minni en upprunalegu skrárnar og hafa verið þjappaðar með reikniritum eins og JPEG, MP3 og H.264 svo eitthvað sé nefnt. Tapsþjöppunaraðferðir hafa tilhneigingu til að skipta út gæðum fyrir stærð en bjartsýni reiknirit geta framleitt skrár með mjög litlum sjáanlegum mun frá óþjappaða frumritinu.

Þegar þú notar tapaða þjöppun er mikilvægt að íhuga hversu mikil gæði verða ásættanleg fyrir tiltekið markmið um lækkun skráarstærðar. Sumar töpandi þjöppur geta dregið verulega úr skráarstærðum á meðan þær bjóða upp á tiltölulega lágmarks gæðatap á meðan aðrar geta framleitt mjög litlar skrár en með óviðunandi bjögun eða gripum. Almennt, ef óskað er eftir meiri stærðarskerðingu, þá má búast við meiri gæðatapi og öfugt.

Á heildina litið veitir tapssamþjöppun áhrifarík leið til að minnka skráarstærð án þess að fórna of mikilli afköstum samanborið við óþjappað snið í mörgum aðstæðum; Hins vegar verður að meta þessi vandamál í hverju tilviki fyrir sig áður en tekin er ákvörðun um hvort það sé viðeigandi lausn fyrir tiltekið vandamál.

Kostir þess að nota tapaða þjöppun

Lossy samþjöppun veitir marga kosti við stafrænar fjölmiðlaskrár. Augljósasti kosturinn er sá að tapandi þjöppun býður upp á meira magn af lækkun skráarstærðar en hefðbundin taplaus þjöppunaralgrím. Þetta hjálpar til við að halda geymslu- og bandbreiddarnotkun í lágmarki þegar stórar skrár eru fluttar yfir netið eða til að þjappa þeim saman fyrir staðbundna geymslu.

Auk þess að bjóða upp á betri skráarstærðarminnkun en hefðbundin taplaus tækni, gerir notkun tapaðrar þjöppunar einnig mögulegt að minnka skráarstærð enn frekar á meðan viðunandi gæðastigi er viðhaldið (fer eftir gerð miðils sem verið er að þjappa). Að auki gerir notendum kleift að nota tapaða reiknirit stilla mynd- og hljóðgæði á staðnum eftir þörfum án þess að þurfa að endurkóða alla skrána - þetta gerir vistun verkefnaskráa mun auðveldari og hraðari þar sem aðeins þarf að breyta hluta af miðlunarskrá.

Að lokum getur það einnig veitt aukið öryggi í sumum tilfellum að nota töpuð reiknirit; þar sem hljóð með lægri bitahraða er almennt minna aðgreint og erfiðara að túlka eins samanborið við útgáfur með hærri bitahraða, getur það veitt aukið öryggislag ef stór gagnasöfn þurfa vernd gegn óleyfilegri hlustun eða áhorfi. Fjölbreytt ávinningur af tapsþjöppun gera það vinsælt meðal notenda stafrænna fjölmiðla sem vilja smærri skrár með lágmarks fyrirhöfn.

Hæ, ég er Kim, mamma og áhugamaður um stop-motion með bakgrunn í fjölmiðlasköpun og vefþróun. Ég hef mikla ástríðu fyrir teikningu og hreyfimyndum og núna er ég að kafa á hausinn inn í stop-motion heiminn. Með blogginu mínu er ég að deila lærdómi mínum með ykkur.