Шығынсыз қысу: бұл не және оны қалай пайдалануға болады

Ким жаңартылған: Маусым 28, 2022

Шығынсыз сығымдау цифрлық медиаға қатысты маңызды ұғым. Ол деректер қысылатын процесті білдіреді деректер жоғалтпай. Жоғалтпай қысу - сапаны төмендетпей, сандық медианың файл өлшемін азайтудың тамаша тәсілі.

Бұл мақалада біз зерттейтін боламыз

• шығынсыз қысу дегеніміз не,
• Бұл қалай жұмыс істейді, және
• оны өз пайдаңызға қалай пайдалануға болады.

Бастайық!

Жоғалмайтын компрессияның анықтамасы

Шығынсыз сығымдау нәтиже бастапқы файлдың немесе деректердің дәл көшірмесі болатындай кодтау және декодтау процесі кезінде барлық бастапқы деректерді сақтайтын деректерді қысу түрі болып табылады. Ол деректердегі үлгілерді табу және оларды тиімдірек сақтау арқылы жұмыс істейді. Мысалы, файлда қайталанатын 5 сөз болса, сол 5 қайталанатын сөзді сақтаудың орнына жоғалтпай қысу сол сөздің тек бір данасын сақтайды, сонымен қатар файлда оның қолданылуы туралы ақпаратты таба алатын сілтемеге сілтеме жасайды.

айырмашылығы шығынды қысу (өлшемді азайту үшін кейбір ақпаратты таңдап тастайды) Жоғалмайтын қысу сақтауға мүмкіндік береді кескін ажыратымдылығы, мәтіннің анықтығы және файлдың тұтастығы сапасы жоғалмайды. Бұл оны кейбір ақпарат маңызды және өлшемді азайту үшін құрбан етуге болмайтын қолданбалар үшін қолайлы етеді. Шығынсыз сығымдаудың жалпы қолданылуы мыналарды қамтиды:

• Музыкалық файлдарды қысу (сондықтан дыбыс сапасы өзгеріссіз қалуы керек)
• Медициналық кескіндерді қысу (ұсақ бөлшектер диагноз қою үшін маңызды болуы мүмкін)
• Бағдарламалық қосымшалардың бастапқы кодын қысу
• Ұзақ мерзімді сақтау үшін құжаттарды мұрағаттау.

Алгоритмнің бұл түрін пайдалана алатын компрессорлардың мысалдары ZIP және PNG файлдары сияқты кейбір кескін пішімдері сияқты TIFF және GIF.

Жоғалсыз компрессияның артықшылықтары

Шығынсыз сығымдау бұл сапаны жоғалтпай, деректерді кішірек өлшемге қысатын технология. Бұл артық немесе қайталанатын деректер жолдарын анықтайтын, содан кейін оларды қысқа кодтармен ауыстыратын алгоритмдерді пайдалану арқылы мүмкін болады. Бұл әдісті пайдалану деректер өлшемін айтарлықтай азайтуға көмектеседі, көбінесе жарты немесе одан да көп, пайдаланушыларға үлкен көлемдегі ақпаратты тиімдірек сақтауға және жіберуге мүмкіндік береді.

Сақтау орнын үнемдеуден басқа, жоғалтпай сығуды пайдаланудың басқа да негізгі артықшылықтары бар. Оларға мыналар жатады:

• Жақсартылған өнімділік: Жоғалтпай қысу файлдарды тасымалдау жылдамдығын жақсартады, себебі олар кішірек және жіберу немесе жүктеп алу кезінде өткізу қабілетін азырақ алады.
• Деректердің тұтастығы: Шығынсыз қысуды пайдаланған кезде ешбір деректер жоғалмайтындықтан, кодталған кез келген ақпарат декомпрессия кезінде өзгеріссіз қалады.
• сыйысымдылық: Қысылған файлдарды әдетте стандартты кодтау алгоритмдеріне байланысты әртүрлі платформалардағы әртүрлі қолданбалармен ашуға болады.
• Қысқартылған өңдеу уақыты: Файл өлшемін азайту басып шығару, ағынмен жіберу және өңдеу сияқты процестерді жылдамдатады, себебі кішірек файлдар аз есептеу қуатын қажет етеді.

Шығынсыз компрессияның түрлері

Түрлі түрлері бар шығынсыз қысу ешқандай ақпаратты жоғалтпай деректерді қысуға мүмкіндік беретін әдістер. Шығынсыз қысудың ең көп таралған түрлері ZIP, gzip және LZW. Бұл үшеуінің басқа түрлерімен қатар өз артықшылықтары мен кемшіліктері бар.

Бұл мақалада біз шығынсыз қысу әдістерінің әртүрлі түрлерін және оларды қалай пайдалану керектігін талқылаймыз:

• ZIP
• Gzip
• LZW

Ұзындықты кодтауды іске қосыңыз

Іске қосу ұзындығын кодтау (RLE) файл өлшемін ешбір деректерді жоғалтпай азайту үшін пайдаланылатын деректерді қысу алгоритмі. Ол деректерді талдау, дәйекті таңбаларды іздеу, содан кейін оларды кішірек, қысқартылған пішінге қысу арқылы жұмыс істейді. Бұл файлдарды сақтауды және тасымалдауды жеңілдетеді. Декомпрессия процесі кезінде бастапқы деректерді толығымен қайта құруға болады.

Run Length Encoding әдетте сандық кескіндерді қысу үшін пайдаланылады, себебі ол материалдағы ақпараттың артықтығын тиімді түрде азайтады, мысалы қайталанатын үлгілер, жүгірулер пикселдер немесе бір түспен толтырылған үлкен аумақтар. Мәтіндік құжаттар да RLE қысу үшін қолайлы үміткерлер болып табылады, өйткені оларда жиі қайталанатын сөздер мен сөз тіркестері болады.

Run Length Encoding аудио файлдардағы көптеген дәйекті үлгілердің болуын пайдаланады бірдей мәндер олардың көлемін кішірейту, бірақ декомпрессия кезінде бастапқы сапасын сақтау үшін. Бұл әдетте файл өлшемін айтарлықтай азайтуға әкелуі мүмкін 50% немесе одан көп – дыбыс сапасы мен өнімділігі жағынан өте аз шығынмен.

RLE кодтауын пайдаланған кезде, дыбыс немесе кескін файлдарына қатысты файл өлшемдерін азайтуы мүмкін болса да, бұл мәтіндік файлдардың әдеттегі түрде жасалу жолына байланысты көп артықшылығы жоқ түрлері үшін іс жүзінде тиімді болмауы мүмкін екенін есте ұстаған жөн. . Сондықтан қысу технологиясының осы түрі сіздің қажеттіліктеріңізге сәйкес келетін-келмейтіні туралы түпкілікті таңдау жасамас бұрын қолданбалардың әртүрлі түрлерімен кейбір эксперименттер қажет болуы мүмкін.

Huffman кодтау

Huffman кодтау адаптивті, жоғалтпай деректерді қысу алгоритмі болып табылады. Бұл алгоритм тиімді префикс кодын құру үшін файлда олардың пайда болу жиілігімен бірге деректер таңбаларының немесе таңбалардың жиынын пайдаланады. Бұл код жиі кездесетін таңбаларды білдіретін қысқа кодтық сөздерден және сирек кездесетін ұзынырақ кодтық сөздерден тұрады. Осы кодтарды пайдалана отырып, Huffman Coding файл өлшемін азайта алады, оның деректер тұтастығына аз әсер етеді.

Huffman Coding екі қадаммен жұмыс істейді: бірегей таңба кодтарының жинағын құру және оны деректер ағынын қысу үшін пайдалану. Символдық кодтар әдетте әртүрлі файлдың таңбаларды бөлуінен және салыстырмалы жиіліктерді зерттеу арқылы алынған ақпараттан құрастырылады. онда әртүрлі кейіпкерлер кездеседі. Әдетте, Huffman Coding таңбалары бар деректер ағындарында пайдаланылған кезде басқа жоғалтпай қысу алгоритмдеріне қарағанда тиімдірек жұмыс істейді. пайда болу ықтималдығының тең еместігі – мысалы, кейбір әріптері бар мәтіндік құжатты сипаттау («е» сияқты) басқаларға қарағанда жиі кездеседі («z» сияқты).

Арифметикалық кодтау

Қолданылатын шығынсыз қысудың бір түрі деп аталады Арифметикалық кодтау. Бұл әдіс деректер ағынында кеңістікті пайдаланатын, бірақ нақты ақпаратты бермейтін артық бөліктерге ие болуы мүмкін екендігінің артықшылығын пайдаланады. Ол бастапқы ақпарат мазмұнын сақтай отырып, осы артық бөліктерді жою арқылы деректерді қысады.

Арифметикалық кодтау қалай жұмыс істейтінін түсіну үшін мәтінге негізделген мысалды қарастырайық. Біздің деректер ағынында төрт таңба бар делік – A, B, C, және D. Егер деректер қысылмай қалдырылса, әрбір таңба бүкіл ағында барлығы 32 бит үшін сегіз бит алады. Арифметикалық кодтаумен қайталанатын мәндер ұнайды А және В әрқайсысы сегізден аз битпен ұсынылуы мүмкін.

Бұл мысалда біз әрбір таңбаны көрсету үшін төрт разрядты блоктарды қолданамыз, яғни барлық төрт таңбаны бір 16 биттік блокқа жинақтауға болады. Кодер деректер ағынын қарайды және олардың екінші жағында қысылған кезде максималды дәлдікті қамтамасыз ету үшін орынды үнемдеу үшін олардың дәйекті жолдарда пайда болу ықтималдығына негізделген әрбір таңбаға ықтималдықтарды тағайындайды. Сондықтан қысу кезінде ықтималдығы жоғары таңбалар ғана азырақ бит алады, ал жиіліктері төмен немесе жиірек пайда болғандар әр таңба блогына көбірек бит қажет болады, бірақ әлі де бір 16 биттік блокта жинақталған күйде қалады. оның қысылмаған нұсқасымен салыстырғанда.

Жоғалмайтын қысуды қалай қолдануға болады

Шығынсыз сығымдау ақпаратты жоғалтпай кодтау және сығу тәсілі болып табылады. Бұл қысу әдісі сандық кескіндердің, аудио және бейне файлдардың өлшемін азайту үшін қолданылады. Жоғалтпай қысу деректерді бастапқы өлшемінің бір бөлігінде сақтауға мүмкіндік береді, нәтижесінде файл әлдеқайда аз болады.

Ендеше, егжей-тегжейлі қарастырып, зерттейік шығынсыз қысуды қалай қолдануға болады:

Файл пішімдері

Шығынсыз сығымдау бастапқы файлдағы деректердің ешқайсысын жоғалтпай файл өлшемін азайтатын деректерді қысу түрі болып табылады. Бұл оны сандық фотосуреттер, аудио файлдар және бейнеклиптер сияқты үлкен файлдарды қысу үшін тамаша әдіс етеді. Қысудың бұл түрін пайдалану үшін сіз жоғалтпайтын компрессорлар қолдайтын файлдар түрлерін және оларды оңтайлы нәтижелерге қалай дұрыс орнату керектігін түсінуіңіз керек.

Файлды жоғалтпау мақсатында қысу кезінде сізде файл пішімдері үшін бірнеше опциялар болады. Сірә, сіз біреуін таңдайсыз JPEG және PNG файлдары өйткені олардың екеуі де жақсы файл өлшемдерімен тамаша нәтиже береді. сияқты пішімдерді де пайдалануға болады GIF немесе TIFF егер сіздің бағдарламалық құралыңыз оларды қолдаса. Сондай-ақ аудио немесе бейне үшін арнайы әзірленген кейбір арнайы қысылған пішімдері бар. Оларға жатады FLAC (шығынсыз дыбыс), AVI (шығынсыз бейне) және QuickTime Apple Lossless пішімі (ALAC).

Бұл форматтар қысылмаған әріптестеріне қарағанда жақсырақ қысуды ұсынса да, кейбір қолданбалар мен бағдарламалық жасақтама бағдарламаларында шектеулі қолдауына байланысты олармен жұмыс істеу қиынырақ болуы мүмкін екенін ескеру маңызды. Орнатуыңызға байланысты пайдалану қысылмаған форматтар дискіде көбірек орын алса да, ұзақ мерзімді перспективада қарапайым болуы мүмкін.

Сығымдау құралдары

Бастапқы деректердің тұтастығын сақтай отырып, деректер файлдарының өлшемін азайтуға арналған әртүрлі қысу құралдары бар. Бұл құралдар артық деректерді анықтау және ешбір ақпаратты жоғалтпай файлдан алып тастау үшін алгоритмдерді пайдаланады.

Жоғалтпай қысу әсіресе графикалық кескіндер немесе аудио және бейне жазбалар үшін пайдалы. сияқты құралдар ZIP, RAR, Stuffit X, GZIP және ARJ PDF файлдары мен қысылған орындалатын файлдарды (EXE) қоса алғанда, әртүрлі файл түрлері үшін жоғалтпай қысудың әртүрлі деңгейлерін қолдайды. Мысалы, осы форматтардың бірімен суретті қыссаңыз максималды өлшемді кішірейту параметрі, сіз бұл суретті ешқандай егжей-тегжейлі немесе түс ақпаратын жоғалтпай ашып, көре аласыз.

Қолданылатын алгоритм қол жеткізуге болатын файлдар өлшеміне, сондай-ақ файлды өңдеуге және қысуға кететін уақытқа әсер етеді. Бұл таңдалған құралдың қаншалықты күрделі екеніне байланысты минуттардан бірнеше сағатқа дейін болуы мүмкін. сияқты танымал қысу құралдары 7-zip (LZMA2) қысудың жоғары деңгейлерін ұсынады, бірақ ұзағырақ өңдеу уақытын қажет етеді. сияқты жоғары оңтайландырылған бағдарламалар SQ=z (SQUASH) сияқты танымал қолданбалармен салыстырғанда найзағай жылдамдығымен қосымша байттарды сығып алатын төмен деңгейлі процедуралар. WinZip or WinRAR бірақ олардың техникалық күрделілігі оларды әуесқой ДК пайдаланушылары сирек пайдаланады.

Суретті сығымдау

Кескінді қысу сандық кескінді көрсету үшін қажетті деректер көлемін азайту тәсілі болып табылады. Бұл екі тәсілдің бірі немесе екеуі арқылы жасалады: елеусіз кескін деректерін жою немесе азайту арқылы. шығынсыз қысу; немесе мұқият деректерді жою арқылы шақырылады шығынды қысу.

бірге шығынсыз қысу, кескін дәл қысылғанға дейінгідей көрінеді және сақтау үшін жадты азырақ пайдаланады. А шығынды қысу техникасы бойынша, файл сақталған және қайта сығымдалған кезде кейбір деректер жоғалады, бірақ дұрыс орындалғанда, бастапқы қысылмаған файлда көрінетін бұрмалану байқалмауы керек.

Жоғалтпай қысу әдістері сандық фотосуретте және графикалық дизайнның жұмыс үрдісінде кеңінен қолданылады. Жоғалмайтын әдістер файлдарды JPEG кескіндері сияқты басқа әдістермен қысылғанға қарағанда әлдеқайда кішірек өлшемдерге сығуға мүмкіндік береді. шығынды қысу жоғалған сапа немесе бөлшектер есебінен кішірек файл өлшемін аласыз.

Жоғалмайтын кескін пішімдері мыналарды қамтиды:

• Fireworks PNG файлдары (ortf)
• GIFs (gif)
• және ең жиі қолданылатын формат TIFF (тифф).

Photoshop сияқты кескіндерді өңдеуге арналған бағдарламалық құрал қолданбалары кескіндердің әртүрлі түрлерін ашып, оларды қосымша бағдарламалық құралды жүктеп алмай-ақ файлдардың пішімдер арасында түрлендіру жиілігі болып табылатын «Басқаша сақтау» сияқты мүмкіндіктердің көмегімен осы пішімдердің біріне түрлендіре алады.

Кейбір балама кескін пішімдері, мысалы JPEG 2000 (jp2) сондай-ақ қысу техникасының осы түрін пайдаланады, бірақ олар JPEG файлдарымен салыстырғанда дәлірек ақпаратты сақтай алатындықтан, олардың тиімді кодтау схемасының арқасында шағын файл өлшеміне ие болғандықтан қосымша артықшылық береді.

қорытынды

Шығынсыз сығымдау файл өлшемдерін азайтуға және сақтау орнын үнемдеуге көмектесетін, сонымен бірге процесте ешқандай деректерді жоғалтпауыңызды қамтамасыз ететін қуатты құрал. Ол файлдарды олардағы ақпараттың ешқайсысын жоғалтпай сығуға, оларды жасауға мүмкіндік береді сақтау, қол жеткізу және ортақ пайдалану оңайырақ.

Қорытындысында, шығынсыз қысу қазіргі заманғы деректерді сақтау мен басқарудың маңызды құралы болып табылады.

Жоғалмайтын сығымдаудың қысқаша мазмұны

Шығынсыз сығымдау ішінде қамтылған деректердің ешқайсысын жоғалтпай файл өлшемдерін азайтатын деректерді қысу әдісінің түрі. Ол құжаттар, электрондық кестелер, сондай-ақ кескіндер мен аудио файлдар сияқты мәтіндік файлдарды қысу үшін өте қолайлы.

Шығынсыз қысудың басты артықшылығы - бұл файл сапасын жоғалтпастан файл өлшемін азайтуға мүмкіндік береді. Бұл бір дәл файлды бірнеше рет қысуға болатынын білдіреді, бұл үлкен файлдарды тез және оңай сақтауды және тасымалдауды жеңілдетеді. Сондай-ақ ол файлдан артық деректерді жою және ақпараттың маңызды элементтерін ғана сақтау арқылы сақтауды тиімдірек пайдалануға мүмкіндік береді.

Жалпы, шығынсыз қысу алгоритмдерінің екі түрі бар: сөздікке негізделген алгоритмдер сияқты Deflate/GZip немесе Lempel-Ziv (файлдарды индекстелген тізімге қысады) немесе артықшылықты жою әдістері мысалы, арифметикалық кодтау немесе орындалу ұзындығын кодтау (қайталанатын үлгілерді кодтау арқылы артықшылықты жояды). Тасымалдағыштар мен қолданбалардың түрлеріне қатысты әрбір түрдің өзіндік мақсаттары болады.

Суреттер үшін, атап айтқанда, жоғалтпайтын кескін пішімдері сияқты PNG сияқты басқа жоғалтқан пішімдерден артықшылық береді JPEG себебі олар сурет сапасын айтарлықтай төмендетпей немесе бастапқы бастапқы деректерді декодтау немесе шығарып алу қиындықтарынсыз ақылға қонымды қысу деңгейін ұсына отырып, JPEG-ге қарағанда кескін мәліметтерін жақсы сақтайды. Сол сияқты, сандық дыбыс қысылмаған толқын пішіні файлдары -мен жақсырақ айналысуға бейім векторлық кванттау әдістері таза бит жылдамдығын азайту әдістерінен гөрі.

Қорытындылай келе, жоғалтпай қысу - бұл сапада ешқандай құрбандықсыз үлкен файл өлшемдерін азайтудың тиімді әдісі; бұл оларды сақтау орнын және құнын үнемдей отырып, құнды деректерді сақтауға тамаша балама жасайды. Әртүрлі алгоритмдер басқаларға қарағанда медианың әртүрлі түрлеріне тиімдірек сәйкес келетіндіктен, құпиялылықты қорғау және кеңістікті тиімді пайдалану үшін қажеттіліктеріңізге қай пішім сәйкес келетінін зерттегеніңіз дұрыс – дұрыс таңдау барлық айырмашылықты жасай алады!

Жоғалсыз компрессияның артықшылықтары

Шығынсыз сығымдау файлдарды сапаны жоғалтпай кеңістікті үнемдеуге мүмкіндік беретін деректерді кодтау және декодтау процесі. Сақтау құны үнемі төмендеп келе жатқанымен, жоғары сапалы цифрлық мазмұнды сақтау қымбат және көп уақытты қажет етеді. Шығынсыз қысу алгоритмдері сақтауды, желіні оңтайландыруды және әртүрлі жүйелерде файлдарды тасымалдауды жеңілдетеді. Оған қоса, оңтайландырылған деректерді беру жылдамдығы енгізу/шығару операцияларымен байланысты операциялық шығындарды азайтады және ғылыми немесе медициналық деректерді талдау бөлімдеріне өз нәтижелерін тезірек тексеруге көмектеседі.

Шығынсыз қысу әдістерін қолданудың артықшылықтары мыналарды қамтиды:

• Кез келген бұрмалану немесе сапаның төмендеуінсіз файл өлшемін азайту
• Интернет арқылы тасымалданатын деректер көлемін азайту арқылы жақсартылған бет жүктеу жылдамдығы
• Онлайн серверлердегі мазмұнға қол жеткізу үшін байланыс шығындарын азайтатын бастапқы бастапқы қолданбаларға арналған шлюздер
• Сандық мазмұнды ұзақ мерзімді сақтау үшін мұрағаттау мүмкіндіктерін арттыру
• Ең аз өткізу қабілеттілігі ресурстары бар әлеуетті ауқымды аудиторияны қамтамасыз ету арқылы виртуалды құралдар мен Интернет ағынды медиа қызметтері үшін жолдар ашылды.

Сәлеметсіз бе, мен Киммін, анамын және медиа жасау және веб-әзірлеу саласында білімі бар стоп-motion әуесқойымын. Менде сурет салуға және анимацияға деген құмарлығым зор, енді мен стоп-motion әлеміне сүңгіп жатырмын. Блогым арқылы мен сіздермен өзімнің білгеніммен бөлісемін.