무손실 압축: 정의 및 사용 방법

김에 의해 업데이트 : ２０２３년 ６월 ２８일

무손실 압축 디지털 미디어와 관련하여 중요한 개념입니다. 데이터를 압축하는 과정을 말합니다. 데이터 손실 없이. 무손실 압축은 품질 저하 없이 디지털 미디어의 파일 크기를 줄이는 좋은 방법입니다.

이 기사에서는

• 무손실 압축이란,
• 그것은 작동하는 방법및
• 당신이 그것을 당신의 장점으로 사용할 수있는 방법.

시작하자!

무손실 압축의 정의

무손실 압축 결과가 원본 파일 또는 데이터의 정확한 복제본이 되도록 인코딩 및 디코딩 프로세스 중에 모든 원본 데이터를 보존하는 데이터 압축 유형입니다. 데이터에서 패턴을 찾고 더 효율적으로 저장하는 방식으로 작동합니다. 예를 들어 파일에 5개의 반복 단어가 있는 경우 5개의 중복 단어를 저장하는 대신 무손실 압축은 해당 단어의 인스턴스 하나만 저장하고 파일에서 해당 단어의 사용에 대한 정보를 찾을 수 있는 위치에 대한 참조만 저장합니다.

같지 않은 손실 압축 (크기를 줄이기 위해 일부 정보를 선택적으로 버립니다) 무손실 압축 유지할 수 있습니다 이미지 해상도, 텍스트 선명도 및 파일 무결성 품질 손실 없음. 따라서 일부 정보가 필수적이며 크기 축소를 위해 희생할 수 없는 애플리케이션에 적합합니다. 무손실 압축의 일반적인 용도는 다음과 같습니다.

• 음악 파일 압축(따라서 오디오 품질이 그대로 유지되어야 함)
• 의료 영상 압축(작은 세부 사항이 진단에 중요할 수 있으므로)
• 소프트웨어 애플리케이션의 소스 코드 압축
• 장기 보관을 위해 문서를 보관합니다.

이러한 유형의 알고리즘을 사용할 수 있는 압축기의 예는 다음과 같습니다. ZIP 및 PNG 파일 같은 일부 이미지 형식뿐만 아니라 TIFF 및 GIF.

무손실 압축의 이점

무손실 압축 품질의 손실 없이 데이터를 더 작은 크기로 압축하는 기술입니다. 이는 중복되거나 반복되는 데이터 문자열을 식별한 다음 더 짧은 코드로 대체하는 알고리즘을 사용하여 가능합니다. 이 방법을 사용하면 데이터 크기를 크게 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다. 절반 이상, 사용자가 많은 양의 정보를 보다 효율적으로 저장하고 전송할 수 있습니다.

저장 공간을 절약하는 것 외에도 무손실 압축을 사용하면 몇 가지 다른 주요 이점이 있습니다. 여기에는 다음이 포함됩니다.

• 향상된 성능: 무손실 압축은 파일이 더 작고 전송 또는 다운로드하는 동안 더 적은 대역폭을 차지하므로 파일 전송 속도를 향상시킬 수 있습니다.
• 데이터 무결성: 무손실 압축을 사용하면 데이터가 손실되지 않으므로 인코딩된 모든 정보는 압축 해제 시 그대로 유지됩니다.
• 호환성: 압축 파일은 일반적으로 표준 인코딩 알고리즘으로 인해 다양한 플랫폼에서 다양한 응용 프로그램으로 열 수 있습니다.
• 처리 시간 단축: 파일 크기를 줄이면 더 작은 파일이 필요하므로 인쇄, 스트리밍 및 편집과 같은 프로세스 속도가 빨라집니다.

무손실 압축 유형

다양한 유형의 무손실 압축 정보 손실 없이 데이터를 압축할 수 있는 기술. 무손실 압축의 가장 일반적인 유형은 다음과 같습니다. ZIP, gzip 및 LZW. 다른 다양한 유형과 함께 이 세 가지 모두 고유한 장점과 단점이 있습니다.

이 기사에서는 다양한 유형의 무손실 압축 방법과 사용 방법에 대해 설명합니다.

• ZIP
• gzip을
• LZW

실행 길이 인코딩

실행 길이 인코딩(RLE) 데이터 손실 없이 파일 크기를 줄이는 데 사용되는 데이터 압축 알고리즘입니다. 데이터를 분석하고 연속된 문자를 검색한 다음 더 작고 압축된 형태로 압축하는 방식으로 작동합니다. 이렇게 하면 파일을 더 쉽게 저장하고 전송할 수 있습니다. 압축 해제 프로세스 중에 원본 데이터를 완전히 재구성할 수 있습니다.

Run Length Encoding은 다음과 같은 자료의 정보 중복을 효과적으로 줄이기 때문에 일반적으로 디지털 이미지를 압축하는 데 사용됩니다. 반복되는 패턴, 실행 픽셀 또는 단일 색상으로 채워진 넓은 영역. 텍스트 문서는 종종 반복되는 단어와 구문을 포함하기 때문에 RLE 압축에 적합합니다.

Run Length Encoding은 오디오 파일 내의 많은 순차적 샘플이 동일한 값 크기는 줄이되 압축 해제 시 원래 품질을 유지하기 위해. 이로 인해 파일 크기가 크게 줄어들 수 있습니다. 일반적으로 50 % 이상 – 오디오 품질 및 성능 면에서 손실이 거의 없습니다.

RLE 인코딩을 사용하는 경우 사운드 또는 이미지 파일과 관련된 파일 크기를 줄일 수 있지만 일반적으로 만들어진 방식으로 인해 중복성이 많지 않은 경향이 있는 텍스트 파일 유형에는 실제로 도움이 되지 않을 수 있다는 점을 기억하는 것이 중요합니다. . 따라서 이러한 유형의 압축 기술이 사용자의 요구에 가장 적합한지 여부를 최종 선택하기 전에 다양한 유형의 응용 프로그램에 대한 몇 가지 실험이 필요할 수 있습니다.

허프만 코딩

허프만 코딩 적응형 무손실 데이터 압축 알고리즘입니다. 이 알고리즘은 데이터 기호 또는 문자 집합을 파일에서 발생 빈도와 함께 사용하여 효율적인 접두사 코드를 구성합니다. 이 코드는 더 빈번한 문자를 나타내는 더 짧은 코드워드와 더 드문 문자를 나타내는 더 긴 코드워드로 구성됩니다. Huffman Coding은 이러한 코드를 사용하여 데이터 무결성에 거의 영향을 미치지 않으면서 파일 크기를 줄일 수 있습니다.

Huffman Coding은 고유한 기호 코드 집합을 구성하고 이를 사용하여 데이터 스트림을 압축하는 두 단계로 작동합니다. 기호 코드는 일반적으로 기타 파일의 문자 분포와 관련 빈도를 조사하여 얻은 정보로 구성됩니다. 다른 문자가 발생합니다. 일반적으로 Huffman Coding은 발생 확률이 같지 않음 – 예를 들어 일부 문자("e"처럼) 다른 것보다 더 자주 발생("지"처럼).

산술 코딩

사용할 수 있는 무손실 압축의 한 유형은 산술 코딩. 이 방법은 데이터 스트림에 공간을 사용하지만 실제 정보를 전달하지 않는 중복 부분이 있을 수 있다는 사실을 이용합니다. 원래 정보 내용을 유지하면서 이러한 중복 부분을 제거하여 데이터를 압축합니다.

산술 코딩의 작동 방식을 이해하기 위해 텍스트 기반 예제를 살펴보겠습니다. 데이터 스트림에 XNUMX개의 문자가 있다고 가정합니다. 에이, 비, 씨, 과 D. 데이터가 압축되지 않은 상태로 남아 있는 경우 각 문자는 전체 스트림에서 총 32비트에 대해 XNUMX비트를 차지합니다. 그러나 산술 코딩을 사용하면 다음과 같은 반복 값이 A와 B 각각 XNUMX비트 미만으로 표현할 수 있습니다.

이 예에서는 16비트 블록을 사용하여 각 문자를 나타내므로 16개의 문자를 모두 하나의 XNUMX비트 블록으로 압축할 수 있습니다. 인코더는 데이터 스트림을 살펴보고 다른 쪽 끝에서 압축을 풀 때 최대 정확도를 보장하면서 공간을 절약하기 위해 연속 문자열에 나타날 가능성에 따라 각 문자에 확률을 할당합니다. 따라서 압축하는 동안 확률이 더 높은 문자만 더 적은 비트를 사용하는 반면 빈도가 더 낮거나 덜 자주 나타나는 문자는 문자 블록당 더 많은 비트가 필요하지만 전체 데이터 스트림에서 몇 바이트를 저장하기 전과 같이 여전히 하나의 XNUMX비트 블록 내에 번들로 남아 있습니다. 압축되지 않은 버전과 비교.

무손실 압축을 사용하는 방법

무손실 압축 정보 손실 없이 데이터를 인코딩하고 압축하는 방법입니다. 이 압축 방법은 디지털 이미지, 오디오 및 비디오 파일의 크기를 줄이는 데 사용됩니다. 무손실 압축을 사용하면 데이터를 원래 크기의 일부로 저장할 수 있으므로 파일 크기가 훨씬 작아집니다.

그럼 자세히 알아보고 알아보도록 하겠습니다 무손실 압축을 사용하는 방법:

파일 형식

무손실 압축 원본 파일에 포함된 데이터를 희생하지 않고 파일 크기를 줄이는 데이터 압축 유형입니다. 따라서 디지털 사진, 오디오 파일 및 비디오 클립과 같은 대용량 파일을 압축하는 데 이상적인 방법입니다. 이 유형의 압축을 사용하려면 무손실 압축기에서 지원하는 파일 유형과 최적의 결과를 위해 적절하게 설정하는 방법을 이해해야 합니다.

무손실 목적으로 파일을 압축할 때 파일 형식에 대한 몇 가지 옵션이 있습니다. 아마도 당신은 다음 중에서 선택할 것입니다. JPEG 및 PNG 둘 다 좋은 파일 크기로 뛰어난 결과를 제공하기 때문입니다. 다음과 같은 형식을 사용할 수도 있습니다. GIF 또는 TIFF 소프트웨어가 지원하는 경우. 오디오 또는 비디오용으로 특별히 설계된 특정 압축 형식도 있습니다. 여기에는 다음이 포함됩니다. FLAC(무손실 오디오), AVI(무손실 비디오) 및 QuickTime의 Apple Lossless 형식(ALAC).

이러한 형식은 압축되지 않은 형식보다 더 나은 압축을 제공하지만 일부 응용 프로그램 및 소프트웨어 프로그램에서 제한된 지원으로 인해 작업하기가 더 어려울 수 있다는 점에 유의해야 합니다. 설정에 따라 다음을 사용합니다. 압축되지 않은 형식 더 많은 디스크 공간을 차지하더라도 장기적으로는 더 간단할 수 있습니다.

압축 도구

원본 데이터의 무결성을 유지하면서 데이터 파일의 크기를 줄이도록 설계된 다양한 압축 도구가 있습니다. 이러한 도구는 알고리즘을 사용하여 중복 데이터를 식별하고 정보 손실 없이 파일에서 삭제합니다.

무손실 압축은 특히 그래픽 이미지나 오디오 및 비디오 레코딩에 유용합니다. 다음과 같은 도구 ZIP, RAR, Stuffit X, GZIP 및 ARJ PDF 및 압축 실행 파일(EXE)을 포함한 다양한 파일 유형에 대해 다양한 수준의 무손실 압축을 지원합니다. 예를 들어 다음 형식 중 하나로 이미지를 압축하면 최대 크기 축소 설정, 세부 사항이나 색상 정보를 잃지 않고 해당 사진을 열고 볼 수 있습니다.

사용되는 알고리즘은 달성할 수 있는 파일 크기와 파일을 처리하고 압축하는 데 걸리는 시간에 영향을 미칩니다. 선택한 도구가 얼마나 정교한가에 따라 몇 분에서 몇 시간까지 걸릴 수 있습니다. 다음과 같은 널리 사용되는 압축 도구 7-zip(LZMA2) 더 높은 수준의 압축을 제공하지만 더 긴 처리 시간이 필요합니다. 다음과 같은 고도로 최적화된 프로그램 SQ=z (스쿼시) 다음과 같이 널리 사용되는 응용 프로그램에 비해 번개처럼 빠른 속도로 추가 바이트를 짜낼 수 있는 저수준 루틴입니다. 에서 WinZip or WinRAR과 그러나 기술적 복잡성은 아마추어 PC 사용자가 거의 사용하지 않는다는 것을 의미합니다.

이미지 압축

이미지 압축 디지털 이미지를 표현하는 데 필요한 데이터 양을 줄이는 방법입니다. 이는 두 가지 접근 방식 중 하나 또는 둘 다에 의해 수행됩니다. 무손실 압축; 또는 신중한 데이터 제거를 통해 손실 압축.

와 무손실 압축, 이미지는 압축되기 전과 똑같이 나타나고 저장을 위해 더 적은 메모리를 사용합니다. 로 손실 압축 기술을 사용하면 파일을 저장하고 다시 압축할 때 일부 데이터가 손실되지만 올바르게 수행하면 압축되지 않은 원래 파일에서 눈에 띄는 왜곡이 보이지 않아야 합니다.

무손실 압축 기술은 디지털 사진과 그래픽 디자인 워크플로우에서 널리 사용됩니다. 무손실 기술을 사용하면 파일을 JPEG 이미지와 같은 다른 방법으로 압축할 때보다 훨씬 작은 크기로 압축할 수 있습니다. 손실 압축 품질이나 세부 사항이 손실되는 대신 파일 크기가 작아집니다.

무손실 이미지 형식에는 다음이 포함됩니다.

• 불꽃놀이 PNG (오르트프)
• GIF를 (gif)
• 그리고 가장 일반적으로 사용되는 형식 TIFF (사소한 말다툼).

Photoshop과 같은 이미지 처리 소프트웨어 응용 프로그램은 다양한 유형의 이미지를 열고 추가 소프트웨어를 다운로드하지 않고도 파일이 형식 간에 변환되는 빈도인 "다른 이름으로 저장"과 같은 기능을 사용하여 이러한 형식 중 하나로 변환할 수 있습니다.

다음과 같은 일부 대체 이미지 형식 JPEG 2000 (jp2)도 이러한 유형의 압축 기술을 사용하지만 효율적인 코딩 체계로 인해 파일 크기가 작으면서도 JPEG에 비해 직접 정보를 더 정확하게 저장할 수 있기 때문에 추가 이점을 제공합니다.

결론

무손실 압축 파일 크기를 줄이고 저장 공간을 절약하는 동시에 프로세스에서 데이터 손실을 방지할 수 있는 강력한 도구입니다. 포함된 정보를 잃지 않고 파일을 압축할 수 있습니다. 저장, 액세스 및 공유가 더 쉽습니다.

결론적으로, 무손실 압축 최신 데이터 저장 및 관리를 위한 필수 도구입니다.

무손실 압축 요약

무손실 압축 포함된 데이터를 희생하지 않고 파일 크기를 줄이는 데이터 압축 기술의 한 유형입니다. 문서, 스프레드시트, 이미지 및 오디오 파일과 같은 텍스트 기반 파일을 압축하는 데 이상적입니다.

무손실 압축의 주요 이점은 파일 품질을 희생하지 않고 파일 크기를 줄일 수 있습니다.. 즉, 동일한 파일을 여러 번 압축할 수 있으므로 대용량 파일을 빠르고 쉽게 저장하고 전송할 수 있습니다. 또한 파일에서 중복 데이터를 제거하고 정보의 필수 요소만 저장하여 보다 효율적인 스토리지 사용이 가능합니다.

일반적으로 무손실 압축 알고리즘에는 두 가지 종류가 있습니다. 사전 기반 알고리즘 Deflate/GZip 또는 Lempel-Ziv(인덱싱된 목록으로 파일 압축) 또는 중복 제거 방법 산술 코딩 또는 런 길이 인코딩(반복 패턴을 인코딩하여 중복성을 제거함)과 같은 것입니다. 각 유형에는 미디어 및 응용 프로그램 유형과 관련하여 고유한 특정 목적이 있습니다.

이미지, 특히 다음과 같은 무손실 이미지 형식의 경우 PNG 다음과 같은 다른 손실 형식보다 선호됩니다. JPEG JPEG보다 이미지 세부 정보를 더 잘 보존하면서 화질이 크게 저하되지 않고 원본 소스 데이터를 디코딩하거나 검색하는 데 어려움이 없이 여전히 합리적인 수준의 압축을 제공하기 때문입니다. 마찬가지로 디지털 오디오 압축되지 않은 파형 파일 더 잘하는 경향이 벡터 양자화 기술 순수한 비트 전송률 감소 기술이 아닙니다.

결론적으로 무손실 압축은 품질 저하 없이 큰 파일 크기를 줄이는 효과적인 방법입니다. 따라서 저장 공간과 비용을 절약하면서 귀중한 데이터를 보존할 수 있는 훌륭한 대안이 됩니다. 다양한 알고리즘이 다른 미디어보다 다양한 유형의 미디어에 더 효과적으로 적합하므로 개인 정보 보호 및 공간 효율성 모두에 대한 요구 사항에 가장 적합한 형식을 항상 조사하는 것이 가장 좋습니다. 올바른 선택이 모든 차이를 만들 수 있습니다!

무손실 압축의 이점

무손실 압축 파일이 품질을 희생하지 않고 공간을 절약할 수 있도록 하는 데이터 인코딩 및 디코딩 프로세스입니다. 스토리지 비용은 지속적으로 감소하고 있지만 고품질 디지털 콘텐츠를 유지 관리하는 데 많은 비용과 시간이 소요될 수 있습니다. 무손실 압축 알고리즘은 스토리지, 네트워크 최적화 및 서로 다른 시스템 간의 파일 전송을 용이하게 합니다. 또한 최적화된 데이터 전송 속도는 I/O 작업과 관련된 운영 비용을 줄이고 과학 또는 의료 데이터 분석 부서에서 결과를 보다 신속하게 검증하는 데 도움이 됩니다.

무손실 압축 기술을 사용하면 다음과 같은 이점이 있습니다.

• 왜곡이나 품질 저하 없이 파일 크기 감소
• 웹을 통해 전송되는 데이터의 양을 줄여 페이지 로드 속도 향상
• 온라인 서버의 콘텐츠에 액세스하기 위한 통신 비용을 줄이는 오픈 소스 애플리케이션에 대한 게이트웨이
• 디지털 콘텐츠의 장기 보존을 위한 아카이빙 기능 향상
• 최소한의 대역폭 리소스로 잠재적으로 많은 청중을 수용함으로써 가상 계측 및 인터넷 스트리밍 미디어 서비스를 위한 길을 열었습니다.

안녕하세요, 저는 엄마이자 미디어 제작 및 웹 개발에 대한 배경 지식을 가진 스톱 모션 애호가인 Kim입니다. 저는 드로잉과 애니메이션에 큰 열정을 가지고 있으며 지금은 스톱 모션 세계로 뛰어들고 있습니다. 내 블로그를 통해 내가 배운 것을 여러분과 공유하고 있습니다.