非可逆圧縮: 概要と使用方法

キムによって 更新しました： 2022 年 6 月 28 日

ロス圧縮 元のデータの整合性を損なうことなく、データ ファイルのサイズを縮小するために使用される方法です。

大量のデータを含む大きなファイルを取得し、そのサイズを次のように縮小できます。 データの一部を削除する 全体的な品質には影響しません。 これは、大きなビデオや画像ファイルを扱う場合に特に役立ちます。

この記事の残りの部分では、非可逆圧縮の原理について説明し、 効果的な適用方法と使用方法:

非可逆圧縮の定義

ロス圧縮 ファイルまたはデータ ストリームのサイズを縮小する方法を使用するデータ圧縮技術の一種です。 このタイプの圧縮では、元のバージョンよりも小さいファイルが生成されますが、データの品質、明瞭性、および整合性が維持されます。 これは、人間の感覚では知覚できないメディア データ (オーディオやグラフィックスなど) の一部を選択的に削除することによって機能します。 非可逆圧縮は何年も前から存在しており、技術の進歩により、その使用はますます一般的になっています。

このタイプの圧縮は、帯域幅またはストレージ スペースが限られている状況で有利であり、特に次の場合に役立ちます。

• などのストリーミング アプリケーション ビデオオンデマンド (VoD),
• 衛星放送、
• 医療画像処理、
• デジタル オーディオ形式。

この手法は、編集済みのプロジェクト ファイルを保存するときに、ファイル サイズを小さくして品質を維持するために、オーディオおよびイメージ エディター アプリケーションでも広く使用されています。 非可逆圧縮は、プロセス中に重要な元のコンテンツが失われない限り、テキスト ファイルなどの他の種類のデータに適用できます。

対照的に 非可逆圧縮がある ロスレス圧縮 ソース素材から情報を削除するのではなく、ソース素材自体から冗長情報を利用することにより、知覚的な明瞭さを損なうことなく、入力データストリームと出力データストリーム間の歪みを最小限に抑えようとします。

非可逆圧縮の利点

ロス圧縮 は、全体的な画質を維持しながらファイル サイズを縮小する効果的な方法です。 より伝統的なものとは異なり 無損失データ圧縮技術、データの冗長性を選択して破棄してサイズを縮小し、伝送速度を向上させます。非可逆圧縮は、ファイル内の重要ではない冗長な情報を選択的に破棄することによって機能します。 このタイプの圧縮では、アルゴリズムを使用してデジタル ファイル内のデータを分析し、全体的な品質や最終結果に大きな影響を与えることなく不要な部分を削除します。

非可逆圧縮を正しく使用すると、次のような多くの利点が得られます。

• ストレージ要件の削減: デジタル ファイルから無関係な詳細を削除することにより、結果の画像サイズは元の対応する画像よりも大幅に小さくなり、Web マスターのストレージを大幅に節約できます。
• 伝送速度の向上: 非可逆圧縮アルゴリズムは、人間の目には見えない画像から不要な情報を削除することで、使用するデータを減らします。 これは、ネットワーク経由で送信されるファイルが、品質を犠牲にすることなく、元のバージョンよりも大幅に高速になることを意味します。
• 強化された視聴体験: ファイル サイズが大幅に縮小されたことで、オンラインで閲覧したり、モバイル デバイスで画像を表示したりする際の表示エクスペリエンスが向上しました。 非可逆圧縮画像は、デバイスのハード ドライブで消費するメモリが少ないため、写真を読み込んだり Web ページを閲覧したりする際の画像レンダリングのパフォーマンスが向上します。

非可逆圧縮の種類

ロス圧縮 不要と判断されたデータの一部を破棄することで、ファイルのサイズを縮小するデータ圧縮技術です。 それはに役立ちます ファイルサイズを最適化する ストレージスペースの節約に役立ちます。 このタイプの圧縮技術は、画像、オーディオ、ビデオ ファイルなどのさまざまなアプリケーションで使用できます。

この記事では、 XNUMX 種類の非可逆圧縮、その長所と短所:

JPEG

JPEG（Joint Photographic Experts Group） の標準です デジタル画像の非可逆圧縮. JPEG は、8 ビットのグレースケール イメージと 24 ビットのカラー イメージをサポートします。 JPG は、特にディテールの多い写真に最適です。

JPG が作成されると、画像は「」と呼ばれる小さなブロックに分割されます。マクロブロック'。 数式は、各ブロックで使用可能な色またはトーンの量を減らし、コンピューターにとっては目障りではあるが、私たちにとっては目障りな不完全さを取り除きます。 これらのブロックで行われたすべての変更を記録し、サイズを縮小するために元の状態を記録します。 写真を JPG として保存すると、そのサイズを縮小するために使用された圧縮率によって、外観が若干異なります。 より高い圧縮率が適用されると画質が低下し、アーティファクトがノイズやピクセル化とともに現れ始める場合があります。 画像を JPG として保存する際に、ファイル サイズをどの程度縮小するために、どの程度の明瞭度を犠牲にする必要があるかを選択できます。品質」。 この設定は、 非可逆圧縮 ファイルで使用されます。

MPEG

MPEG (動画専門家グループ) の一種で 非可逆圧縮 これは、主にオーディオ ファイルとビデオ ファイルに使用されます。 これは、マルチメディア ファイルを圧縮するための標準として設計され、長年にわたってますます普及してきました。 MPEG 圧縮の背後にある主なアイデアは、品質を損なうことなくファイルのサイズを縮小することです。これは、視聴者にとって知覚的に重要ではないファイルの特定の要素を破棄することによって行われます。

MPEG 圧縮は、ビデオを分析し、チャンクに分割し、許容レベルの品質を維持しながら安全に破棄できる部分を決定することによって機能します。 MPEG は、 モーション コンポーネント ビデオファイルで; シーン内で移動しないオブジェクトは、動き回ったり、色や光の強度が急激に変化するオブジェクトよりも圧縮がはるかに簡単です。 高度なアルゴリズムを使用して、MPEG はファイル内の各フレームの効率的なバージョンを作成し、それらのフレームを使用してシーンの大部分を表すことができます。

MPEG 圧縮によって失われる品質の量は、選択したアルゴリズムと使用する設定の両方によって異なります。 ここでのトレードオフは、サイズと品質の間です。 設定を高くすると結果が向上しますが、スペースの点でコストが高くなります。 逆に、設定を低くすると、ファイルが小さくなり、品質が大幅に低下します。 長編映画や HDTV に適した高解像度ビデオなどの大きなビデオ。

MP3

MP3または ムービング ピクチャーズ エキスパート グループ オーディオ レイヤー 3は、さまざまな特定のアルゴリズムを使用してオーディオ ファイルの元のサイズを縮小する圧縮オーディオ形式です。 デジタルオーディオ曲を他のフォーマットよりも小さいサイズに効率的に圧縮できるため、最も人気のあるフォーマットの XNUMX つと考えられています。 非可逆の フォーマット。 MP3 は「非可逆」形式の圧縮を使用します。これにより、元の録音データの一部が削除され、ポータブル ミュージック プレーヤーなどのデバイスで大量のデジタル音楽を簡単に保存およびストリーミングできるようになります。

MP3 は、次の範囲のあらゆるタイプのデジタル ミックスを圧縮できます。 モノ、複製モノ、ステレオ、デュアルチャンネル、ジョイントステレオ. MP3 標準は 8 ～ 320Kbps のビットレート (キロビット/秒) をサポートし、音声データをストリーミングに適した 8kbps に圧縮します。 最大 320Kbps まで段階的に高レベルの音質を提供し、より高い音質とより高いビットレートを提供し、ファイル サイズが大きくなってもリアルな音質を提供し、ダウンロード時間が遅くなります。 この圧縮方法を使用する場合、ユーザーが平均を達成するのが一般的です。 ファイルサイズを 75% 削減 適切な音質を維持しながら大量のデータを効率的に転送するコーディング システムにより、リスニングの楽しさや明瞭さを失うことはありません。

非可逆圧縮の使用方法

ロス圧縮 は、ファイルを 一部のデータを削除する. これにより、ファイル サイズが小さくなり、その結果、ダウンロード速度が速くなります。 非可逆圧縮は、大きなファイルをすばやく圧縮する必要がある場合に使用する優れたツールです。

この記事では、以下について説明します。

• 使用方法 非可逆圧縮
• 利点は何ですか
• 圧縮するファイルを最適化する

ステップバイステップガイド

非可逆圧縮を使用するには、通常、次の手順が必要です。

1. 圧縮するファイルまたはデータのタイプを選択する - 希望する結果のファイル サイズと品質レベルに応じて、圧縮形式のタイプが異なる場合があります。 一般的な形式は次のとおりです。 JPEG、MPEG、 & MP3.
2. 圧縮ツールを選択する – 圧縮ツールごとに異なるアルゴリズムを使用して、さまざまなレベルのファイル圧縮を作成します。 いくつかの人気のあるツールは WinZip、zipX、7-Zip & WinRARの Windows ユーザー向け。 スタッフイットX Mac ユーザー向け。 と アイザック マルチプラットフォーム ユーザー向け。
3. 圧縮設定の調整 – よりカスタマイズされた結果を作成するには、データを圧縮する前に、圧縮レベル、画像解像度、または圧縮形式内のその他の埋め込み設定を変更するなどの調整を行います。 該当する場合は、Web 表示用に画像を最適化する設定も調べてください。
4. ファイルまたはデータの圧縮 – 設定の調整が完了したら、アプリケーションで [開始] または [OK] をクリックして、圧縮プロセスを開始します。 圧縮するファイルのサイズによっては、プロセッサの速度と使用するソフトウェア アプリケーションによっては、このプロセスを完了するのに数分かかる場合があります。
5. ファイルまたはデータの解凍 – 抽出プロセスが完了すると、新しく圧縮されたファイルにアクセスできるようになるため、すぐに使用を開始できますが、現在のプロジェクトに最適です. 圧縮フォルダーから目的のファイルにアクセスする タイプは通常、 .zip .rar .7z .tar .iso など.. 解凍抽出は、次のようなアプリケーションを介して特定の圧縮コンポーネントを抽出するだけです。 WinZip、7Zip、IZarc など..いつでもアクセスしたいコンポーネントを個人的に制御しながら、他のコンポーネントを好みに基づいて安全で厳重に保護されたフォルダーに隠しておくことができます!

ベストプラクティス

使用時 非可逆圧縮、適切なアプリケーションに適切な形式を使用することが重要です。 たとえば、プレゼンテーション ファイルを他の人と共有する必要がある場合は、 損失の多い画像フォーマット プレゼンテーションは通常、低解像度で小さいサイズで表示されるためです。

非可逆圧縮の効果を最大化するには、いくつかの方法があります。 ベスト プラクティスの一部を次に示します。

• ユースケースに応じて適切な圧縮形式を選択します (画像はjpeg、音声はmp3など）。
• 破棄するデータの量に応じて、適切な品質レベルを設定します。
• 必要に応じてパラメーターを調整します。 ファイル サイズと品質のトレードオフを分析します。
• 非可逆圧縮を適用することに注意してください 複数回 メディア ファイルに目に見えるアーティファクトを誘発し、 質を落とす 通常の XNUMX 回の圧縮よりも大幅に圧縮されます。
• 圧縮ファイルに関連付けられたメタデータが適切に保存されていることを確認して、ファイル コンテンツの要素を配布または表示するときにすべての重要な情報を引き続き利用できるようにします。

まとめ

結論として、 非可逆圧縮 ファイル サイズを縮小し、Web サイトの読み込み時間を短縮する優れた方法です。 高レベルの品質. ファイルの品質に大きな影響を与えることなく、画像またはオーディオ ファイルのファイル サイズを縮小できます。 ただし、次のことを覚えておくことが重要です。 非可逆圧縮 それでもファイルの品質に影響を与えるため、注意して使用する必要があります。

非可逆圧縮のまとめ

ロス圧縮 元のファイルに含まれる情報の一部を削除することでファイル サイズを縮小するデータ圧縮の一種です。 このプロセスは通常、元のファイルよりも小さく、次のようなアルゴリズムを使用して圧縮されたファイルになります。 JPEG、MP3、H.264 いくつか挙げると。 非可逆圧縮技術は、サイズとある程度の品質をトレードオフする傾向がありますが、最適化されたアルゴリズムは、圧縮されていない元のファイルとの違いをほとんど認識できないファイルを生成できます。

非可逆圧縮を適用する場合、特定のファイル サイズ削減の目標に対して、どの程度の品質が許容されるかを考慮することが重要です。 一部の非可逆圧縮は、ファイル サイズを大幅に縮小し、品質の低下を比較的最小限に抑えることができますが、他の圧縮は非常に小さなファイルを生成する可能性がありますが、許容できない歪みやアーティファクトを伴います。 一般に、より大きなサイズ縮小が望まれる場合、より大きな品質損失が予想される可能性があり、逆もまた同様です。

全体として、非可逆圧縮は、多くの状況で非圧縮形式と比較してパフォーマンスをあまり犠牲にすることなく、ファイル サイズを縮小する効果的な方法を提供します。 ただし、これらの問題は、特定の問題セットに対する適切な解決策であるかどうかを判断する前に、ケースバイケースで評価する必要があります。

非可逆圧縮を使用する利点

非可逆圧縮は、デジタル メディア ファイルに多くの利点をもたらします。 最も明白な利点は、非可逆圧縮がより大きなレベルの圧縮を提供することです。 ファイルサイズの削減 従来より 無損失圧縮アルゴリズム. これにより、インターネット経由で大きなメディア ファイルを転送したり、ローカル ストレージ用に圧縮したりする場合に、ストレージと帯域幅の使用要件を最小限に抑えることができます。

非可逆圧縮を使用すると、従来のロスレス技術よりも優れたファイル サイズの縮小が実現するだけでなく、許容レベルの品質を維持しながらファイル サイズをさらに縮小することもできます (圧縮するメディアの種類によって異なります)。 さらに、非可逆アルゴリズムを使用すると、ユーザーは次のことができます。 画像と音声の品質をローカルで調整する 必要に応じてファイル全体を再エンコードする必要はありません。これにより、メディア ファイルの一部のみを変更する必要があるため、プロジェクト ファイルの保存がはるかに簡単かつ迅速になります。

最後に、非可逆アルゴリズムを使用すると、場合によっては追加のセキュリティを提供することもできます。 低ビットレートのオーディオは一般に、より高いビットレートのバージョンに比べて明瞭度が低く、同じように解釈するのが難しいため、大量のデータ セットを無許可のリスニングまたはビューから保護する必要がある場合に、追加のセキュリティ レイヤーを提供できます。 非可逆圧縮の幅広いメリット したいデジタルメディアユーザーの間で普及させる 最小限の労力で小さなファイル.

こんにちは、私はキムです。母親であり、メディア作成と Web 開発のバックグラウンドを持つストップモーション愛好家です。 私は絵を描くこととアニメーションに大きな情熱を持っており、今はストップモーションの世界に真っ向から飛び込んでいます。 私のブログでは、私が学んだことを皆さんと共有しています。