Zaudēta kompresija: kas tas ir un kā to lietot

autors Kim Atjaunots: Jūnijs 28, 2022

Zaudēta kompresija ir metode, ko izmanto, lai samazinātu datu failu izmērus, neapdraudot sākotnējo datu integritāti.

Tas ļauj uzņemt lielus failus, kas satur daudz datu, un samazināt to lielumu par dažu datu noņemšana bet neietekmē kopējo kvalitāti. Tas var būt īpaši noderīgi, strādājot ar lieliem video vai attēlu failiem.

Šī raksta atlikušajā daļā tiks izskaidroti zudumu saspiešanas principi un kā to efektīvi pielietot un izmantot:

Zaudējuma kompresijas definīcija

Zaudēta kompresija ir datu saspiešanas tehnikas veids, kas izmanto metodes, lai samazinātu faila vai datu straumes lielumu, nezaudējot ievērojamu daudzumu tā informācijas satura. Šāda veida saspiešana rada failus, kas ir mazāki par to sākotnējām versijām, vienlaikus nodrošinot datu kvalitātes, skaidrības un integritātes saglabāšanu. Tas darbojas, selektīvi dzēšot multivides datu daļas (piemēram, audio vai grafikas), kas paliek nemanāmas cilvēka maņām. Zaudējumu saspiešana pastāv jau daudzus gadus, un tehnoloģiju attīstības dēļ tās izmantošana ir kļuvusi arvien populārāka.

Šis saspiešanas veids ir izdevīgs situācijās, kad joslas platums vai uzglabāšanas vieta ir ierobežota, padarot to īpaši noderīgu šādos gadījumos:

• Straumēšanas lietojumprogrammas, piemēram, video pēc pieprasījuma (VoD),
• Satelīta apraide,
• Medicīniskā attēlveidošana,
• Digitālie audio formāti.

Šo paņēmienu plaši izmanto arī audio un attēlu redaktora lietojumprogrammās, lai saglabātu kvalitāti ar mazāku failu izmēru, saglabājot rediģēta projekta failu. Zaudējumu saspiešanu var piemērot cita veida datiem, piemēram, teksta failiem, ja vien procesa laikā netiek zaudēts nozīmīgs oriģinālais saturs.

Pretstatā zaudējuma kompresija, Ir bezzudumu kompresija kas mēģina samazināt izkropļojumus starp ievades un izvades datu plūsmām, nemazinot uztveres skaidrību, izmantojot lieko informāciju no paša avota materiāla, nevis dzēšot no tā jebkādu informāciju.

Zaudējuma kompresijas priekšrocības

Zaudēta kompresija ir efektīvs veids, kā samazināt faila lielumu, vienlaikus saglabājot kopējo attēla kvalitāti. Atšķirībā no tradicionālākiem bezzudumu datu saspiešanas metodes, kas atlasa un izmet datu dublēšanos, lai samazinātu izmēru un palielinātu pārraides ātrumu, zaudējuma saspiešana darbojas, selektīvi izmetot failā esošo nesvarīgo un lieko informāciju. Šāda veida saspiešanā tiek izmantoti algoritmi, lai analizētu digitālā faila datus un novērstu nevajadzīgas daļas, būtiski neietekmējot vispārējo kvalitāti vai gala rezultātu.

Pareizi lietojot, kompresija ar zaudējumiem var sniegt daudzas priekšrocības, piemēram:

• Samazinātas uzglabāšanas prasības: noņemot no digitālā faila neatbilstošas ​​detaļas, iegūtais attēla izmērs var būt ievērojami mazāks nekā tā sākotnējais līdzinieks, tādējādi tīmekļa pārziņiem nodrošinot lielāku krātuves ietaupījumu.
• Uzlaboti pārraides ātrumi: zudumu saspiešanas algoritmi izmanto mazāk datu, izslēdzot no attēla nevajadzīgu informāciju, kas nav redzama cilvēka acij. Tas nozīmē, ka faili, kas tiek pārsūtīti tīklos, var būt ievērojami ātrāki nekā to sākotnējās versijas, nezaudējot kvalitāti.
• Uzlabota skatīšanās pieredze: Ievērojami samazinot faila lielumu, tiek uzlabota skatīšanās pieredze, pārlūkojot tiešsaistē vai skatoties attēlus mobilajās ierīcēs. Zaudēti saspiesti attēli aizņem mazāk atmiņas ierīces cietajos diskos, kas palīdz uzlabot attēlu renderēšanas veiktspēju, ielādējot fotoattēlus vai pārlūkojot tīmekļa lapas.

Lossy kompresijas veidi

Zaudēta kompresija ir datu saspiešanas paņēmiens, kas samazina faila lielumu, atmetot tā datu daļas, kas tiek uzskatītas par nevajadzīgām. Tas palīdz optimizēt faila lielumu un var palīdzēt ietaupīt vietu krātuvē. Šāda veida saspiešanas paņēmienus var izmantot dažādās lietojumprogrammās, piemēram, attēlu, audio un video failos.

Šajā rakstā mēs apspriedīsim četri zudumu saspiešanas veidi, to priekšrocības un trūkumi:

JPEG

JPEG (Apvienotā fotogrāfiju ekspertu grupa) ir standarts digitālo attēlu zudumu saspiešana. JPEG atbalsta 8 bitu pelēktoņu attēlus un 24 bitu krāsu attēlus. JPG vislabāk darbojas fotoattēliem, īpaši tiem, kuros ir daudz detaļu.

Kad tiek izveidots JPG, attēls tiek sadalīts mazos blokos, ko sauc par "makrobloki'. Matemātiskā formula samazina pieejamo krāsu vai toņu daudzumu katrā blokā un novērš nepilnības, kas mums traucē, bet ne datoriem. Tas reģistrē visas šajos blokos veiktās izmaiņas, pārejot tiem atpakaļ, un reģistrē to sākotnējos stāvokļus, lai samazinātu to lielumu. Kad fotoattēls tiek saglabāts kā JPG, tas izskatīsies nedaudz savādāk atkarībā no tā, cik liela saspiešana ir izmantota tā izmēra samazināšanai. Attēla kvalitāte pasliktinās, ja tiek izmantota lielāka saspiešana, un var parādīties artefakti, kā arī trokšņi un pikseļi. Saglabājot attēlu JPG formātā, varat izvēlēties, cik daudz skaidrības ir jāupurē, lai samazinātu faila lielumu — to parasti sauc par "kvalitāte“. Šis iestatījums ietekmē daudzumu zudumu saspiešana izmantots jūsu failā.

MPEG

MPEG (kustīgo attēlu ekspertu grupa) ir veids zudumu saspiešana kas galvenokārt tiek izmantots audio un video failiem. Tas tika izstrādāts kā standarts multivides failu saspiešanai un gadu gaitā ir kļuvis arvien populārāks. MPEG saspiešanas galvenā ideja ir samazināt faila izmēru, nekaitējot kvalitātei – tas tiek darīts, atmetot noteiktus faila elementus, kas skatītājam nav uztverami svarīgi.

MPEG saspiešana darbojas, analizējot video, sadalot to gabalos un pieņemot lēmumus par to, kuras daļas var droši izmest, vienlaikus saglabājot pieņemamu kvalitātes līmeni. MPEG koncentrējas uz kustības sastāvdaļas video failā; objektus, kas ainā nekustas, ir daudz vieglāk saspiest nekā objektus, kas pārvietojas vai kuriem ir straujas krāsas vai gaismas intensitātes izmaiņas. Izmantojot uzlabotus algoritmus, MPEG var izveidot efektīvas katra faila kadra versijas un pēc tam izmantot šos kadrus, lai attēlotu lielākas ainas daļas.

MPEG saspiešanas dēļ zaudētās kvalitātes apjoms ir atkarīgs gan no izvēlētā algoritma, gan izmantotajiem iestatījumiem. Kompromiss šeit ir starp izmēru un kvalitāti; augstāki iestatījumi sniegs labākus rezultātus, bet ar lielākām izmaksām vietas ziņā; un otrādi, zemāki iestatījumi radīs mazākus failus ar ievērojamiem kvalitātes zudumiem, it īpaši, ja runa ir par lieli videoklipi, piemēram, pilnmetrāžas filmas vai augstas izšķirtspējas video, kas piemēroti HDTV.

MP3

MP3, vai Kustīgo attēlu ekspertu grupas 3. audio slānis, ir saspiests audio formāts, kas izmanto noteiktus algoritmus, lai samazinātu audio failu sākotnējo izmēru. Tas tiek uzskatīts par vienu no populārākajiem formātiem, pateicoties tā efektivitātei digitālo audio dziesmu saspiešanā mazākos izmēros nekā citi zaudējams formātos. MP3 izmanto "zaudējumu" saspiešanas veidu, kas novērš dažus oriģinālā ieraksta datus un atvieglo tādām ierīcēm kā pārnēsājamie mūzikas atskaņotāji, lai saglabātu un straumētu lielu daudzumu digitālās mūzikas.

MP3 var saspiest jebkura veida digitālo sajaukumu, sākot no mono, dublikāta mono, stereo, divkanālu un apvienotā stereo. MP3 standarts atbalsta 8–320 Kb/s bitu pārraides ātrumu (kilobitus sekundē), saspiež balss datus līdz 8 kb/s, kas ir piemērots straumēšanai. Tas piedāvā pakāpeniski augstāku skaņas kvalitātes līmeni līdz pat 320 Kb/s ar augstāku skaņas precizitāti un lielāku bitu pārraides ātrumu, nodrošinot vēl reālistiskāku skaņas kvalitāti ar palielinātu faila izmēru, kā rezultātā lejupielādes laiks ir lēnāks. Izmantojot šo saspiešanas metodi, lietotājiem būtu raksturīgi sasniegt vidējo Faila lieluma samazināšana par 75%. nezaudējot klausīšanās baudījumu vai skaidrību, pateicoties tās kodēšanas sistēmai, kas efektīvi pārsūta lielākus datu apjomus, vienlaikus saglabājot atbilstošu skaņas kvalitāti.

Kā lietot Lossy kompresiju

Zaudēta kompresija ir datu saspiešanas veids, kas samazina failu par noņemot dažus tā datus. Tas radīs mazāku faila lielumu un līdz ar to arī ātrāku lejupielādes ātrumu. Zaudējumu saspiešana ir lielisks rīks, ko izmantot, ja nepieciešams ātri saspiest lielus failus.

Šajā rakstā mēs apspriedīsim:

• Kā lietot zudumu saspiešana
• Kādi ir ieguvumi
• kā uz optimizējiet saspiestos failus

Soli pa solim

Lai izmantotu zudumu saspiešanu, parasti ir jāveic šādas darbības:

1. Atlasiet faila vai datu veidu, ko vēlaties saspiest – atkarībā no vēlamā faila lieluma un kvalitātes līmeņa, saspiestā formāta veids var atšķirties. Kopējie formāti ietver JPEG, MPEG, un MP3.
2. Izvēlieties saspiešanas rīku – dažādi saspiešanas rīki izmanto dažādus algoritmus, lai izveidotu dažādu līmeņu failu saspiešanu. Daži populāri rīki ir WinZip, zipX, 7-Zip un WinRAR Windows lietotājiem; Stuffit X Mac lietotājiem; un iZarc vairāku platformu lietotājiem.
3. Pielāgojiet saspiešanas iestatījumus — lai izveidotu pielāgotāku rezultātu, pirms datu saspiešanas veiciet pielāgojumus, piemēram, mainiet saspiešanas līmeni, attēla izšķirtspēju vai citus iegultos iestatījumus saspiestā formātā. Apskatiet arī iestatījumus, kas optimizē attēlus skatīšanai tīmeklī, ja tādi ir.
4. Saspiest failu vai datus — sāciet saspiešanas procesu, lietojumprogrammā noklikšķinot uz Sākt vai “Labi”, kad esat pabeidzis iestatījumu pielāgošanu. Atkarībā no saspiesto failu lieluma šī procesa pabeigšana var aizņemt vairākas minūtes atkarībā no procesora ātruma un izmantotās lietojumprogrammas.
5. Atspiediet failu vai datus — izvilkšanas process ļaus jums piekļūt tikko sarauktajiem failiem, kad tie būs pabeigti, lai jūs varētu nekavējoties sākt to izmantošanu, lai arī tas būtu vispiemērotākais jūsu projektam. Piekļūstiet vēlamajiem failiem no saspiestām mapēm tipi parasti atšķiras no .zip .rar .7z .tar .iso utt. Unzip ieguve ir vienkārši noteiktu saspiestu komponentu iegūšana, izmantojot tādas lietojumprogrammas kā WinZip, 7Zip, IZarc utt. ļaujot personiski kontrolēt, kādi komponenti jums ir pieejami jebkurā laikā, vienlaikus saglabājot citus drošās, cieši aizsargātās mapēs, pamatojoties uz jūsu vēlmēm!

Labākā pieredze

Lietojot zudumu saspiešana, ir svarīgi izmantot pareizo formātu pareizajai lietojumprogrammai. Piemēram, ja jums ir nepieciešams koplietot prezentācijas failu ar citiem cilvēkiem, izmantojiet a Zaudēts attēla formāts jo prezentācijas parasti tiek rādītas ar zemāku izšķirtspēju un maziem izmēriem.

Ir vairāki veidi, kā palielināt zudumu saspiešanas efektivitāti. Tālāk ir minētas dažas no paraugprakses.

• Izvēlieties piemērotu saspiešanas formātu atbilstoši jūsu lietošanas gadījumam (jpeg attēliem, mp3 audio, Utt.)
• Iestatiet atbilstošu kvalitātes līmeni atkarībā no tā, cik daudz datu vēlaties atmest.
• Pielāgojiet parametrus atbilstoši savām vajadzībām; analizēt kompromisu starp faila lielumu un kvalitāti.
• Ņemiet vērā, ka tiek izmantota kompresija ar zaudējumiem vairākas reizes var izraisīt redzamus artefaktus jūsu multivides failos un pasliktina to kvalitāti daudz būtiskāk nekā parasti, veicot vienu saspiešanas gājienu.
• Pārliecinieties, ka ar saspiestiem failiem saistītie metadati ir pareizi saglabāti, lai visa svarīgā informācija būtu pieejama, izplatot vai parādot faila satura elementus.

Secinājumi

Visbeidzot, zudumu saspiešana ir lielisks veids, kā samazināt failu izmērus un samazināt ielādes laiku vietnēs, vienlaikus saglabājot a augsts kvalitātes līmenis. Tas ļauj samazināt attēla vai audio faila lielumu, būtiski neietekmējot faila kvalitāti. Tomēr ir svarīgi atcerēties, ka zudumu saspiešana joprojām ietekmēs faila kvalitāti, un tas ir jāizmanto uzmanīgi.

Zaudējumu saspiešanas kopsavilkums

Zaudēta kompresija ir datu saspiešanas veids, kas samazina faila lielumu, noņemot daļu no sākotnējā failā ietvertās informācijas. Šī procesa rezultātā parasti tiek iegūti faili, kas ir mazāki par sākotnējiem failiem un ir saspiesti, izmantojot tādus algoritmus kā JPEG, MP3 un H.264 nosaukt dažus. Zaudējumu saspiešanas paņēmieni mēdz izmainīt kvalitāti attiecībā pret izmēru, taču optimizēti algoritmi var radīt failus ar ļoti nelielu atšķirību no nesaspiestā oriģināla.

Lietojot zudumu saspiešanu, ir svarīgi apsvērt, kāda kvalitāte būs pieņemama noteiktam faila lieluma samazināšanas mērķim. Dažas kompresijas ar zaudējumiem var ievērojami samazināt failu izmērus, vienlaikus nodrošinot salīdzinoši minimālus kvalitātes zudumus, savukārt citas var radīt ļoti mazus failus, bet ar nepieņemamiem izkropļojumiem vai artefaktiem. Kopumā, ja ir vēlami lielāki izmēru samazinājumi, tad var sagaidīt lielākus kvalitātes zudumus un otrādi.

Kopumā saspiešana ar zaudējumiem nodrošina efektīvu veidu, kā samazināt failu izmērus, nezaudējot pārāk lielu veiktspēju salīdzinājumā ar nesaspiestiem formātiem daudzās situācijās; tomēr šīs problēmas ir jāizvērtē katrā gadījumā atsevišķi, pirms tiek pieņemts lēmums par to, vai tas ir vai nav piemērots risinājums konkrētai problēmu kopai.

Lossy kompresijas izmantošanas priekšrocības

Zaudējumu saspiešana nodrošina daudz priekšrocību digitālajiem multivides failiem. Acīmredzamākā priekšrocība ir tā, ka kompresija ar zaudējumiem nodrošina lielāku saspiešanas pakāpi faila lieluma samazināšana nekā tradicionālie bezzudumu saspiešanas algoritmi. Tas palīdz samazināt uzglabāšanas un joslas platuma lietojuma prasības līdz minimumam, pārsūtot lielus multivides failus internetā vai saspiežot tos vietējai krātuvei.

Papildus tam, ka tiek piedāvāts labāks faila lieluma samazinājums nekā tradicionālie bezzudumu paņēmieni, zudumu saspiešanas izmantošana ļauj arī vēl vairāk samazināt failu izmērus, vienlaikus saglabājot pieņemamu kvalitātes līmeni (atkarībā no saspiestā datu nesēja veida). Turklāt zaudējumu algoritmu izmantošana ļauj lietotājiem lokāli pielāgot attēla un audio kvalitāti pēc vajadzības bez nepieciešamības atkārtoti kodēt visu failu — tas padara projekta failu saglabāšanu daudz vienkāršāku un ātrāku, jo ir jāmaina tikai daļa no multivides faila.

Visbeidzot, izmantojot zudumus algoritmus, dažos gadījumos var nodrošināt papildu drošību; Tā kā zemāka bitu pārraides ātruma audio parasti ir mazāk izteikta un grūtāk interpretējama identiski salīdzinājumā ar augstāka bitu pārraides ātruma versijām, tas var nodrošināt papildu drošības līmeni, ja lielām datu kopām ir nepieciešama aizsardzība pret nesankcionētu klausīšanos vai skatīšanos. Zaudējuma kompresijas plašais priekšrocību klāsts padarīt to populāru starp digitālo mediju lietotājiem, kuri vēlas mazāki faili ar minimālu piepūli.

Sveiki, es esmu Kima, mamma un stop-motion entuziaste ar pieredzi mediju veidošanā un tīmekļa izstrādē. Man ir milzīga aizraušanās ar zīmēšanu un animāciju, un tagad es ienirstu ar galvu stop-motion pasaulē. Izmantojot savu emuāru, es dalos ar jums savās mācībās.