Жоготуусуз компрессия: бул эмне жана аны кантип колдонуу керек

ким тарабынан Updated: Май 28, 2022

Lossless кысуу санариптик медиага келгенде маанилүү түшүнүк. Бул маалыматтар кысылган процессти билдирет маалыматтардын эч кандай жоготуусуз. Жоопсуз кысуу - бул санариптик медиаңыздын файлдын көлөмүн сапатын жоготпостон азайтуунун эң сонун жолу.

Бул макалада биз изилдейбиз

• жоготуусуз кысуу деген эмне,
• бул кантип иштейт, жана
• аны өз пайдаңыз үчүн кантип колдоно аласыз.

Анда баштайлы!

Жоготуусуз компрессиянын аныктамасы

Lossless кысуу коддоо жана декоддоо процессинде бардык баштапкы маалыматтарды сактаган маалыматтарды кысуунун бир түрү, натыйжада баштапкы файлдын же маалыматтардын так көчүрмөсү болот. Ал маалыматтардан үлгүлөрдү таап, аны натыйжалуураак сактоо менен иштейт. Мисалы, файлда кайталануучу 5 сөз болсо, ошол 5 кайталанган сөздөрдү сактоонун ордуна жоготуусуз кысуу ошол сөздүн бир гана нускасын сактайт, ошондой эле файлда анын колдонулушу жөнүндө маалыматты кайдан таба ала турган шилтеме.

айырмаланып, жоготуу кысуу (өлчөмүн кичирейтүү үчүн кээ бир маалыматты тандап алып таштайт) Lossless Compression сактоого мүмкүндүк берет Сүрөт чечим, тексттин тактыгы жана файлдын бүтүндүгү менен сапатын жоготуу жок. Бул аны кээ бир маалымат маанилүү болгон жана өлчөмүн кичирейтүү үчүн курмандыкка чалууга мүмкүн болбогон колдонмолорго ылайыктуу кылат. жоготуусуз кысуу үчүн жалпы пайдалануу кирет:

• Музыкалык файлдарды кысуу (андыктан аудио сапаты сакталышы керек)
• Медициналык сүрөттөрдү кысуу (кичинекей деталдар диагностика үчүн маанилүү болушу мүмкүн)
• Программалык камсыздоонун баштапкы кодун кысуу
• Узак мөөнөткө сактоо үчүн документтерди архивдөө.

Алгоритмдин бул түрүн колдоно ала турган компрессорлордун мисалдары ZIP жана PNG файлдары ошондой эле кээ бир сүрөт форматтары сыяктуу TIFF жана GIF.

Жоготуусуз компрессиянын пайдасы

Lossless кысуу сапатын жоготпостон, маалыматтарды кичирээк өлчөмдө кысуу технологиясы болуп саналат. Бул ашыкча же кайталануучу маалыматтардын саптарын аныктап, андан кийин аларды кыскараак коддор менен алмаштыруучу алгоритмдерди колдонуу аркылуу мүмкүн болот. Бул ыкманы колдонуу маалыматтардын көлөмүн олуттуу кыскартууга жардам берет, көбүнчө тарабынан жарым же андан көп, колдонуучуларга чоң көлөмдөгү маалыматты натыйжалуураак сактоого жана өткөрүүгө мүмкүндүк берет.

Сактагыч мейкиндигин үнөмдөөдөн тышкары, жоготуусуз кысуу колдонуунун дагы бир нече негизги артыкчылыктары бар. Аларга төмөнкүлөр кирет:

• Жакшыртылган аткаруу: Жоопсуз кысуу файлдарды өткөрүү ылдамдыгын жакшыртат, анткени алар кичирээк жана жөнөтүүдө же жүктөөдө өткөрүү жөндөмдүүлүгүн азыраак ээлейт.
• Маалыматтардын бүтүндүгү: Жоготуусуз кысуу колдонулганда эч кандай маалымат жоголбогондуктан, коддолгон бардык маалымат декомпрессияда бузулбаган бойдон калат.
• шайкештигин: Кысылган файлдарды, адатта, стандарттуу коддоо алгоритмдеринен улам ар кандай платформалардагы ар кандай тиркемелер менен ачууга болот.
• Кыскартылган иштетүү убактысы: Файлдын өлчөмүн кичирейтүү басып чыгаруу, агым жана түзөтүү сыяктуу процесстерди тездетет, анткени кичинекей файлдар азыраак эсептөө күчүн талап кылат.

Жоготуусуз компрессиянын түрлөрү

ар кандай түрлөрү бар жоготуусуз кысуу эч кандай маалыматты жоготпостон маалыматтарды кысууга мүмкүндүк берүүчү ыкмалар. Жоопсуз кысуунун эң кеңири таралган түрлөрү болуп саналат ZIP, gzip жана LZW. Бул үч башка ар кандай түрлөрү менен бирге, бардык өз артыкчылыктары жана кемчиликтери бар.

Бул макалада биз жоготуусуз кысуу ыкмаларынын ар кандай түрлөрүн жана аларды кантип колдонууну талкуулайбыз:

• ZIP
• gzip
• LZW

Run Length Encoding

Run Length Encoding (RLE) кандайдыр бир маалыматты жоготпостон файлдын көлөмүн азайтуу үчүн колдонулган маалыматтарды кысуу алгоритми. Ал маалыматтарды талдоо, ырааттуу символдорду издөө жана андан кийин аларды кичирээк, конденсацияланган формага кысуу менен иштейт. Бул файлдарды сактоону жана өткөрүп берүүнү жеңилдетет. Декомпрессия процессинде баштапкы маалыматтар толугу менен реконструкцияланышы мүмкүн.

Run Length Encoding адатта санариптик сүрөттөрдү кысуу үчүн колдонулат, анткени ал материалдагы ашыкча маалыматты эффективдүү азайтат. кайталануучу үлгүлөр, чуркоо пиксел же бир түс менен толтурулган чоң аймактар. Тексттик документтер да RLE кысуу үчүн ылайыктуу талапкерлер болуп саналат, анткени алар көп учурда кайталануучу сөздөрдү жана сөз айкаштарын камтыйт.

Run Length Encoding аудио файлдарындагы көптөгөн ырааттуу үлгүлөр бар экендигинен пайдаланат бирдей баалуулуктар алардын көлөмүн азайтуу, бирок декомпрессиядан кийин баштапкы сапатын сактоо үчүн. Бул файлдын көлөмүн олуттуу кыскартууга алып келиши мүмкүн - адатта 50% же андан көп – аудио сапаты жана аткаруу жагынан өтө аз жоготуулар менен.

RLE коддоосун колдонууда, үн же сүрөт файлдарына байланыштуу файлдын өлчөмдөрүн азайтышы мүмкүн болсо да, бул иш жүзүндө текст файлдарынын түрлөрү үчүн пайдалуу болбошу мүмкүн экенин эстен чыгарбоо керек, алар шарттуу түрдө кандайча иштелип чыкканына байланыштуу көп ашыкча болбойт. . Ошондуктан, кысуу технологиясынын бул түрү сиздин муктаждыктарыңызга эң ылайыктуубу же жокпу, акыркы тандоону жасоодон мурун ар кандай типтеги колдонмолор менен бир нече эксперимент талап кылынышы мүмкүн.

Huffman коддоо

Huffman коддоо адаптацияланган, жоготуусуз маалыматтарды кысуу алгоритми. Бул алгоритм эффективдүү префикстүү кодду түзүү үчүн файлда алардын пайда болуу жыштыгы менен бирге маалымат символдорунун же символдорунун жыйындысын колдонот. Бул код тез-тез белгилерди билдирген кыскараак код сөздөрдөн жана сейрек кездешүүчүлөрдү билдирген узун коддуу сөздөрдөн турат. Бул коддорду колдонуу менен, Huffman Coding анын берилиштеринин бүтүндүгүнө анча деле таасир этпестен файлдын көлөмүн азайта алат.

Huffman Coding эки этапта иштейт: уникалдуу символ коддорунун топтомун түзүү жана аны маалымат агымын кысуу үчүн колдонуу. Символдун коддору көбүнчө символдордун ар кандай файлдын бөлүштүрүлүшүнөн жана салыштырмалуу жыштыктарды изилдөө аркылуу алынган маалыматтардан түзүлөт. анда ар кандай каармандар кездешет. Жалпысынан, Huffman коддоосу символдорду камтыган маалымат агымдарында колдонулганда башка жоготуусуз кысуу алгоритмдерине караганда эффективдүү иштейт. пайда болуу ыктымалдыгы бирдей эмес – мисалы, кээ бир тамгалар ("e" сыяктуу) башкаларга караганда көп кездешет ("z" сыяктуу).

Арифметикалык коддоо

Колдонулушу мүмкүн жоготуусуз кысуу бир түрү деп аталат Арифметикалык коддоо. Бул ыкма маалыматтардын агымында мейкиндикти пайдаланган, бирок иш жүзүндө эч кандай маалыматты бербеген ашыкча бөлүктөрү болушу мүмкүн экендигинен пайдаланат. Ал баштапкы маалымат мазмунун сактап, бул ашыкча бөлүктөрүн алып салуу менен маалыматтарды кысып турат.

Арифметикалык коддоо кантип иштээрин түшүнүү үчүн, келгиле, текстке негизделген мисалды карап көрөлү. Биздин маалымат агымында төрт символ бар дейли - A, B, C, жана D. Эгерде маалыматтар кысылбай калган болсо, ар бир белги бүтүндөй агым боюнча жалпысынан 32 бит үчүн сегиз битти ээлейт. Арифметикалык коддоо менен, бирок, окшош кайталануучу маанилер А жана Б ар бири сегизден аз бит менен көрсөтүлүшү мүмкүн.

Бул мисалда биз ар бир символду көрсөтүү үчүн төрт биттик блокторду колдонобуз, бул төрт символдун бардыгын бир 16 биттик блокко топтосо болот дегенди билдирет. Кодер маалыматтардын агымын карайт жана мейкиндикти үнөмдөө үчүн ар бир белгиге алардын кийинки саптарда пайда болуу ыктымалдуулугуна жараша ыктымалдуулуктарды дайындайт, ошол эле учурда алар башка учунда декомпрессияланганда максималдуу тактыкты камсыздайт. Ошондуктан кысуу учурунда ыктымалдыгы жогору болгон символдор гана азыраак бит алат, ал эми төмөнкү жыштыктагылар же азыраак пайда болгондор ар бир символ блогуна көбүрөөк битти талап кылат, бирок дагы эле бир 16 биттик блоктун ичинде топтолгон бойдон калат анын кысылбаган версиясына салыштырганда.

Lossless Compression кантип колдонсо болот

Lossless кысуу маалыматты эч кандай жоготуусуз коддоо жана кысуу ыкмасы болуп саналат. Бул кысуу ыкмасы санариптик сүрөттөрдүн, аудио жана видео файлдардын көлөмүн азайтуу үчүн колдонулат. Жоготуусуз кысуу маалыматтарды баштапкы көлөмүнүн бир аз бөлүгүндө сактоого мүмкүндүк берет, натыйжада файл бир топ кичирээк болот.

Ошентип, майда-чүйдөсүнө чейин кирип, изилдеп көрөлү жоготуусуз кысуу кантип колдонуу керек:

File Жылдар

Lossless кысуу баштапкы файлда камтылган маалыматтардын эч бирин жоготпостон, файлдын көлөмүн азайтуучу маалыматтарды кысуунун бир түрү. Бул аны санарип сүрөттөр, аудио файлдар жана видео клиптер сыяктуу чоң файлдарды кысуу үчүн идеалдуу ыкма кылат. Кысуунун бул түрүн колдонуу үчүн, сиз жоготуусуз компрессорлор тарабынан колдоого алынган файлдардын түрлөрүн жана аларды оптималдуу натыйжаларга кантип туура орнотууну түшүнүшүңүз керек.

Файлды жоготуусуз кысып жатканда, сизде файл форматтары үчүн бир нече варианттар бар. Көбүнчө, сиз тандайсыз JPEG жана PNG файлдары анткени алар экөө тең жакшы файл өлчөмдөрү менен сонун натыйжаларды берет. сыяктуу форматтарды да колдонсоңуз болот GIF же TIFF эгерде сиздин программаңыз аларды колдосо. Аудио же видео үчүн атайын иштелип чыккан атайын кысылган форматтар да бар. Булар кирет FLAC (жоготуусуз аудио), AVI (жоготуусуз видео) жана QuickTime'дун Apple Lossless форматы (ALAC).

Белгилей кетчү нерсе, бул форматтар кысылбаган кесиптештерине караганда жакшыраак кысуу сунуш кылганы менен, кээ бир тиркемелерде жана программалык камсыздоо программаларында алардын чектелген колдоосунан улам алар менен иштөө кыйыныраак болушу мүмкүн. Орнотууңузга жараша, колдонуу кысылбаган форматтар көп диск мейкиндигин ээлесе да, узак мөөнөттүү келечекте жөнөкөй болушу мүмкүн.

Компрессия куралдары

Баштапкы маалыматтардын бүтүндүгүн сактап, маалымат файлдарынын көлөмүн азайтуу үчүн иштелип чыккан ар кандай кысуу куралдары бар. Бул куралдар ашыкча маалыматтарды аныктоо жана эч кандай маалыматты жоготпостон, аны файлдан алып салуу үчүн алгоритмдерди колдонушат.

Жоопсуз кысуу өзгөчө графикалык сүрөттөр же аудио жана видео жазуулар үчүн пайдалуу. сыяктуу куралдар ZIP, RAR, Stuffit X, GZIP жана ARJ PDF файлдарын жана кысылган аткарылуучу файлдарды (EXE) камтыган ар кандай файл түрлөрү үчүн жоготуусуз кысуунун ар кандай деңгээлдерин колдойт. Мисалы, сиз бул форматтардын бири менен сүрөттү кыссаңыз максималдуу өлчөмүн азайтуу жөндөө, сиз ал сүрөттү эч кандай майда-чүйдөсүнө чейин же түс маалыматын жоготпостон ачып, көрө аласыз.

Колдонулган алгоритм жетишүүгө мүмкүн болгон файлдардын өлчөмүнө, ошондой эле файлды иштеп чыгууга жана кысууга кеткен убакытка таасирин тийгизет. Бул сиздин тандаган куралыңыз канчалык татаал экендигине жараша бир нече мүнөттөн бир нече саатка чейин өзгөрүшү мүмкүн. сыяктуу популярдуу кысуу куралдары 7-zip (LZMA2) кысуунун жогорку деңгээлдерин сунуштайт, бирок узак иштетүү убакыттарын талап кылат. сыяктуу жогорку оптималдаштырылган программалар SQ=z (SQUASH) сыяктуу популярдуу тиркемелерге салыштырмалуу чагылгандын ылдамдыгы менен кошумча байттарды кысып ала турган төмөнкү деңгээлдеги процедуралар WinZip or Winrar бирок алардын техникалык татаалдыгы, алар сейрек PC үйрөнчүк колдонуучулар тарабынан колдонулат дегенди билдирет.

Сүрөттү кысуу

Ойууну санариптик сүрөттү көрсөтүү үчүн зарыл болгон маалыматтардын көлөмүн азайтуу ыкмасы болуп саналат. Бул эки ыкманын бири же экөөсү менен жасалат: анча чоң эмес сүрөт маалыматтарын алып салуу же азайтуу аркылуу. жоготуусуз кысуу; же кылдаттык менен маалыматтарды жок кылуу менен, деп аталат жоготуу кысуу.

менен жоготуусуз кысуу, сүрөттөлүш кысылганга чейинки так ошондой көрүнөт жана сактоо үчүн эстутумду азыраак колдонот. Менен жоготуу кысуу техникада, файл сакталганда жана кайра кысылганда кээ бир маалыматтар жоголот, бирок туура жасалганда, кысылбаган түпнуска файлдан эч кандай көзгө көрүнгөн бурмалоо байкалбашы керек.

Жоготуусуз кысуу ыкмалары санарип фотосүрөттөөдө жана графикалык дизайндын иштөө процессинде кеңири колдонулат. Жоготуусуз ыкмалар файлдарды JPEG сүрөттөрү сыяктуу башка ыкмалар менен кысылганга караганда бир топ кичине өлчөмдө кысууга мүмкүндүк берет. жоготуу кысуу жоголгон сапаттын же деталдыктын эсебинен кичирээк файл өлчөмүн аласыз.

Жоготуусуз сүрөт форматтары төмөнкүлөрдү камтыйт:

• Fireworks PNGs (ortf)
• GIF'тер колдоого алынат (gif)
• жана эң көп колдонулган формат TIFF (TIff).

Photoshop сыяктуу сүрөттөрдү иштетүүчү программалык тиркемелер сүрөттөрдүн ар кандай түрлөрүн ачып, аларды "Башкача сактоо" сыяктуу функцияларды колдонуп, аларды ушул форматтардын бирине айландыра алат, бул файлдар кошумча программалык камсыздоону жүктөп албастан форматтар арасында канчалык көп айландырылат.

Кээ бир альтернативдүү сүрөт форматтары, мисалы JPEG 2000 (jp2) ошондой эле кысуу техникасынын бул түрүн колдонушат, бирок алар кошумча пайда берет, анткени алар JPEGге салыштырмалуу түз маалыматты так сактай алышат, бирок алардын эффективдүү коддоо схемасынан улам кичинекей файл өлчөмү бар.

жыйынтыктоо

Lossless кысуу файлдын өлчөмүн азайтууга жана сактоо мейкиндигин үнөмдөөгө жардам бере турган күчтүү курал, ошол эле учурда процессте эч кандай маалыматты жоготпооңузга кепилдик берет. Бул файлдарды камтыган маалыматты жоготпостон кысуу жана аларды жасоого мүмкүндүк берет сактоо, жетүү жана бөлүшүү оңой.

Аягында, жоготуусуз кысуу заманбап маалыматтарды сактоо жана башкаруу үчүн маанилүү куралы болуп саналат.

Жоготуусуз компрессиянын корутундусу

Lossless кысуу ичинде камтылган маалыматтардын эч кандай курмандыкка чалбастан, файлдардын өлчөмүн азайтуучу маалыматтарды кысуу ыкмасынын бир түрү. Бул документтер, электрондук жадыбалдар, ошондой эле сүрөттөр жана аудио файлдар сыяктуу текстке негизделген файлдарды кысуу үчүн идеалдуу.

Коромжусуз кысуунун негизги артыкчылыгы - бул файлдын сапатын жоготпостон файлдын өлчөмүн кичирейтүүгө мүмкүндүк берет. Бул бир эле так файлды бир нече жолу кысылышы мүмкүн экенин билдирет, бул чоң файлдарды тез жана оңой сактоону жана өткөрүп берүүнү жеңилдетет. Ал ошондой эле файлдан ашыкча маалыматтарды алып салуу жана маалыматтын маанилүү элементтерин гана сактоо менен сактоону эффективдүү колдонууга мүмкүндүк берет.

Жалпысынан алганда, жоготуусуз кысуу алгоритмдердин эки түрү бар - сөздүккө негизделген алгоритмдер сыяктуу Deflate/GZip же Lempel-Ziv (файлдарды индекстелген тизмеге кысып коёт) же ашыкча жоюу ыкмалары мисалы, арифметикалык коддоо же иштөө узундугун коддоо (кайталануучу үлгүлөрдү коддоо аркылуу ашыкчалыкты жок кылат). Ар бир түрү медиа түрлөрүнө жана тиркемелерге келгенде өзүнүн өзгөчө максаттары бар.

Сүрөттөр үчүн, атап айтканда, сыяктуу жоготуусуз сүрөт форматтары PNG сыяктуу башка жоготуу форматтарына караганда артыкчылык берилет JPEG анткени алар сүрөттүн деталдарын JPEGге караганда жакшыраак сакташат, ошол эле учурда сүрөттүн сапаты олуттуу начарлоосуз же баштапкы булак маалыматтарын чечүүдө же алууда кыйынчылыксыз кысуунун акылга сыярлык деңгээлин сунуштайт. Ошо сыяктуу эле, санариптик аудио кысылбаган толкун формасындагы файлдар менен жакшыраак иштешет вектордук кванттоо ыкмалары таза бит ылдамдыгын азайтуу ыкмаларына караганда.

Жыйынтыктап айтканда, жоготуусуз кысуу - бул чоң файлдын өлчөмүн сапаты боюнча эч кандай курмандыкка чалбастан азайтуунун эффективдүү жолу; бул аларды сактоо мейкиндигин жана баасын үнөмдөө менен бирге баалуу маалыматтарды сактоо үчүн мыкты альтернатива кылат. Ар кандай алгоритмдер медианын ар кандай түрлөрүнө башкаларга караганда эффективдүүрөөк ылайыктуу болгондуктан, купуялуулукту коргоо жана мейкиндикти эффективдүү пайдалануу үчүн сиздин муктаждыктарыңызга кайсы формат туура келерин изилдөө дайыма жакшы болот – туура тандоо бардык айырмачылыкты жасай алат!

Жоготуусуз компрессиянын пайдасы

Lossless кысуу файлдардын сапатын жоготпостон мейкиндикти үнөмдөөгө мүмкүндүк берген маалыматтарды коддоо жана декоддоо процесси. Сактоо баасы тынымсыз төмөндөп баратса да, жогорку сапаттагы санариптик мазмунду сактоо кымбат жана көп убакытты талап кылышы мүмкүн. Жоготуусуз кысуу алгоритмдери сактоону, тармакты оптималдаштырууну жана ар кандай системалар боюнча файлдарды өткөрүп берүүнү жеңилдетет. Кошумчалай кетсек, оптималдаштырылган маалыматтарды берүү ылдамдыгы киргизүү/чыгаруу операцияларына байланыштуу операциялык чыгымдарды азайтып, илимий же медициналык маалыматтарды талдоо бөлүмдөрүнө өз натыйжаларын тезирээк текшерүүгө жардам берет.

жоготуусуз кысуу ыкмаларын колдонуунун артыкчылыктары төмөнкүлөрдү камтыйт:

• Эч кандай бурмалоо же сапаттын начарлашына алып келбестен файлдын көлөмүн азайтуу
• Интернет аркылуу берилүүчү маалыматтардын көлөмүн азайтуу аркылуу баракты жүктөө ылдамдыгы жакшыртылды
• Онлайн серверлердеги мазмунга кирүү үчүн байланыш чыгымдарын азайтуучу ачык булак колдонмолоруна шлюздар
• Санариптик мазмунду узак мөөнөткө сактоо үчүн архивдөө мүмкүнчүлүктөрү жогорулады
• Минималдуу өткөрүү жөндөмдүүлүгү ресурстары менен потенциалдуу массалык аудиторияны камсыз кылуу аркылуу виртуалдык аспаптар жана Интернет агымдык медиа кызматтары үчүн жолдор ачылды.

Салам, мен Ким, апам жана медиа түзүүдө жана веб-иштеп чыгууда тажрыйбасы бар стоп кыймылынын энтузиастымын. Менде сүрөт тартууга жана анимацияга болгон ышкым бар, азыр мен токтоо кыймылынын дүйнөсүнө сүңгүп жатам. Блогум менен мен сиздер менен өзүмдүн үйрөнгөнүмдү бөлүшөм.