Kompresja stratna: co to jest i jak z niej korzystać

przez kim Aktualizacja: 28 czerwca 2022 r.

Kompresja stratna to metoda używana do zmniejszania rozmiarów plików danych bez narażania integralności oryginalnych danych.

Umożliwia pobieranie dużych plików zawierających dużo danych i zmniejszanie ich rozmiaru o ok usunięcie niektórych danych ale bez wpływu na ogólną jakość. Może to być szczególnie korzystne w przypadku dużych plików wideo lub obrazów.

Pozostała część tego artykułu wyjaśni zasady kompresji stratnej i jak ją stosować i efektywnie wykorzystywać:

Definicja kompresji stratnej

Kompresja stratna to rodzaj techniki kompresji danych, która wykorzystuje metody zmniejszania rozmiaru pliku lub strumienia danych bez utraty znacznych ilości zawartych w nich informacji. Ten rodzaj kompresji tworzy pliki, które są mniejsze niż ich oryginalne wersje, zapewniając jednocześnie zachowanie jakości, przejrzystości i integralności danych. Działa poprzez selektywne usuwanie części danych multimedialnych (takich jak dźwięk lub grafika), które pozostają niezauważalne dla ludzkich zmysłów. Kompresja stratna istnieje od wielu lat, a jej zastosowanie staje się coraz bardziej popularne ze względu na postęp technologiczny.

Ten typ kompresji jest korzystny w sytuacjach, gdy przepustowość lub przestrzeń dyskowa jest ograniczona, co czyni go szczególnie przydatnym w:

• Aplikacje do przesyłania strumieniowego, takie jak wideo na żądanie (VoD),
• Transmisja satelitarna,
• Obrazowanie medyczne,
• Cyfrowe formaty audio.

Ta technika jest również szeroko stosowana w aplikacjach do edycji dźwięku i obrazu, aby zachować jakość przy mniejszych rozmiarach plików podczas zapisywania edytowanego pliku projektu. Kompresja stratna może być stosowana do innych typów danych, takich jak pliki tekstowe, o ile podczas procesu nie zostanie utracona znacząca oryginalna zawartość.

W odróżnieniu kompresja stratna, Jest bezstratna kompresja który próbuje zminimalizować zniekształcenia między strumieniami danych wejściowych i wyjściowych bez zmniejszania przejrzystości percepcyjnej poprzez wykorzystanie nadmiarowych informacji z samego materiału źródłowego zamiast usuwania z niego jakichkolwiek informacji.

Korzyści z kompresji stratnej

Kompresja stratna to skuteczny sposób na zmniejszenie rozmiaru pliku przy jednoczesnym zachowaniu ogólnej jakości obrazu. W przeciwieństwie do bardziej tradycyjnych techniki bezstratnej kompresji danych, które wybierają i odrzucają nadmiarowość danych w celu zmniejszenia rozmiaru i zwiększenia szybkości transmisji, kompresja stratna polega na selektywnym odrzucaniu nieistotnych i zbędnych informacji w pliku. Ten rodzaj kompresji wykorzystuje algorytmy do analizy danych w pliku cyfrowym i eliminowania zbędnych części bez znacznego wpływu na ogólną jakość lub wynik końcowy.

Przy prawidłowym stosowaniu kompresja stratna może przynieść wiele korzyści, takich jak:

• Zmniejszone wymagania dotyczące przechowywania: Usuwając nieistotne szczegóły z pliku cyfrowego, wynikowy rozmiar obrazu może być znacznie mniejszy niż jego oryginalny odpowiednik, zapewniając webmasterom większe oszczędności miejsca.
• Ulepszone prędkości transmisji: Algorytmy kompresji stratnej zużywają mniej danych, eliminując niepotrzebne informacje z obrazu, który nie jest widoczny dla ludzkiego oka. Oznacza to, że pliki przesyłane przez sieci mogą być znacznie szybsze niż ich oryginalne wersje bez utraty jakości.
• Lepsze wrażenia podczas oglądania: Wraz ze znaczną redukcją rozmiaru pliku następuje poprawa jakości oglądania podczas przeglądania online lub oglądania obrazów na urządzeniach mobilnych. Skompresowane obrazy ze stratami zajmują mniej pamięci na dyskach twardych urządzeń, co poprawia wydajność renderowania obrazu podczas ładowania zdjęć lub przeglądania stron internetowych.

Rodzaje kompresji stratnej

Kompresja stratna to technika kompresji danych, która zmniejsza rozmiar pliku poprzez odrzucanie części jego danych, które są uważane za niepotrzebne. Pomaga zoptymalizować rozmiar pliku i może pomóc zaoszczędzić miejsce do przechowywania. Ten typ techniki kompresji może być używany w różnych aplikacjach, takich jak pliki graficzne, audio i wideo.

W tym artykule omówimy cztery rodzaje kompresji stratnej, ich zalety i wady:

JPEG

JPEG (Wspólna Grupa Ekspertów Fotograficznych) jest standardem dla stratna kompresja obrazów cyfrowych. JPEG obsługuje 8-bitowe obrazy w skali szarości i 24-bitowe obrazy kolorowe. JPG działa najlepiej na zdjęciach, zwłaszcza tych z dużą ilością szczegółów.

Podczas tworzenia pliku JPG obraz jest dzielony na małe bloki zwane „makrobloki'. Formuła matematyczna zmniejsza ilość dostępnych kolorów lub tonów w każdym bloku i usuwa niedoskonałości, które są wstrętne dla nas, ale nie dla komputerów. Rejestruje wszystkie zmiany dokonane w tych blokach tak, że wraca do nich i rejestruje ich pierwotne stany w celu zmniejszenia ich rozmiaru. Gdy zdjęcie zostanie zapisane jako JPG, będzie wyglądać nieco inaczej w zależności od stopnia kompresji użytej do zmniejszenia jego rozmiaru. Jakość obrazu obniża się, gdy stosowana jest większa kompresja i mogą pojawiać się artefakty – wraz z szumami i pikselacją. Zapisując obraz jako JPG, możesz wybrać, ile przejrzystości należy poświęcić dla jakiego stopnia zmniejszenia rozmiaru pliku – zwykle nazywanego „jakość„. To ustawienie wpływa na ilość Kompresja stratna użyty w twoim pliku.

MPEG

MPEG (Grupa ekspertów ds. Ruchomego obrazu) to rodzaj Kompresja stratna który jest używany głównie do plików audio i wideo. Został zaprojektowany jako standard kompresji plików multimedialnych iz biegiem lat staje się coraz bardziej popularny. Główną ideą kompresji MPEG jest zmniejszenie rozmiaru pliku bez uszczerbku dla jakości — odbywa się to poprzez odrzucenie pewnych elementów pliku, które nie są percepcyjnie ważne dla widza.

Kompresja MPEG polega na analizie wideo, podzieleniu go na części i podjęciu decyzji o tym, które części można bezpiecznie wyrzucić, zachowując przy tym akceptowalny poziom jakości. MPEG koncentruje się na składowe ruchu w pliku wideo; obiekty, które nie poruszają się w scenie, są znacznie łatwiejsze do skompresowania niż obiekty, które się poruszają lub mają szybkie zmiany koloru lub natężenia światła. Korzystając z zaawansowanych algorytmów, MPEG może tworzyć wydajne wersje każdej klatki w pliku, a następnie używać tych klatek do reprezentowania większych części sceny.

Stopień utraty jakości w wyniku kompresji MPEG zależy zarówno od wybranego algorytmu, jak i zastosowanych ustawień. Kompromis jest tutaj między rozmiarem a jakością; wyższe ustawienia dadzą lepsze rezultaty, ale kosztem większej przestrzeni; i odwrotnie, niższe ustawienia będą generować mniejsze pliki z bardziej zauważalnymi stratami jakości, szczególnie jeśli chodzi o duże filmy, takie jak filmy pełnometrażowe lub filmy o wysokiej rozdzielczości, odpowiednie dla telewizorów HD.

MP3

MP3lub Ruchome obrazy Grupa ekspertów Audio Layer 3, to skompresowany format audio, który wykorzystuje szereg określonych algorytmów w celu zmniejszenia oryginalnego rozmiaru plików audio. Jest uważany za jeden z najpopularniejszych formatów ze względu na skuteczność kompresji cyfrowych utworów audio do mniejszych rozmiarów niż inne stratny formaty. MP3 wykorzystuje „stratną” formę kompresji, która eliminuje niektóre dane z oryginalnego nagrania i ułatwia urządzeniom, takim jak przenośne odtwarzacze muzyczne, przechowywanie i przesyłanie strumieniowe dużych ilości muzyki cyfrowej.

MP3 może kompresować dowolny rodzaj miksu cyfrowego, począwszy od mono, duplikat mono, stereo, podwójny kanał i wspólne stereo. Standard MP3 obsługuje przepływność 8-320 Kb/s (kilobitów na sekundę) i kompresuje dane głosowe do 8 kb/s, co jest odpowiednie do przesyłania strumieniowego. Oferuje stopniowo wyższy poziom jakości dźwięku do 320 Kb/s z wyższą wiernością dźwięku i wyższą przepływnością, zapewniając jeszcze bardziej realistyczną jakość dźwięku przy zwiększonym rozmiarze pliku, co skutkuje wolniejszym czasem pobierania. Podczas korzystania z tej metody kompresji typowe dla użytkowników byłoby osiągnięcie średniej Zmniejszenie rozmiaru pliku o 75%. bez utraty przyjemności słuchania lub przejrzystości dzięki systemowi kodowania, który skutecznie przesyła większe ilości danych przy zachowaniu odpowiedniej jakości dźwięku.

Jak korzystać z kompresji stratnej

Kompresja stratna to rodzaj kompresji danych, który zmniejsza plik o usunięcie niektórych danych. Spowoduje to mniejszy rozmiar pliku, a co za tym idzie, większą prędkość pobierania. Kompresja stratna to doskonałe narzędzie do szybkiej kompresji dużych plików.

W tym artykule omówimy:

• Jak używać Kompresja stratna
• Jakie są korzyści
• jak zoptymalizować pliki, które kompresujesz

Przewodnik krok po kroku

Korzystanie z kompresji stratnej zwykle wymaga wykonania następujących czynności:

1. Wybierz typ pliku lub danych, które chcesz skompresować – W zależności od pożądanego rozmiaru pliku wynikowego i poziomu jakości, typ skompresowanego formatu może się różnić. Typowe formaty obejmują JPEG, MPEG-a, i MP3.
2. Wybierz narzędzie do kompresji — różne narzędzia do kompresji wykorzystują różne algorytmy do tworzenia różnych poziomów kompresji plików. Niektóre popularne narzędzia to WinZip, ZipX, 7-Zip i WinRAR dla użytkowników Windowsa; Rzeczy X dla użytkowników komputerów Mac; oraz iZarc dla użytkowników wieloplatformowych.
3. Dostosuj ustawienia kompresji – aby uzyskać bardziej dopasowany wynik, przed skompresowaniem danych wprowadź korekty, takie jak zmiana poziomu kompresji, rozdzielczości obrazu lub innych osadzonych ustawień w skompresowanym formacie. Sprawdź także ustawienia, które optymalizują obrazy do przeglądania w Internecie, jeśli to możliwe.
4. Kompresuj plik lub dane – Rozpocznij proces kompresji, klikając start lub „OK” w aplikacji po zakończeniu dostosowywania ustawień. W zależności od rozmiaru kompresowanych plików ukończenie tego procesu może zająć kilka minut, w zależności od szybkości procesora i używanego oprogramowania.
5. Rozpakuj plik lub dane – proces rozpakowywania pozwoli ci uzyskać dostęp do nowo zmniejszonych plików po zakończeniu, dzięki czemu możesz od razu zacząć z nich korzystać, najlepiej pasujących do twojego projektu. Uzyskaj dostęp do żądanych plików ze skompresowanych folderów typy zazwyczaj różnią się od .zip .rar .7z .tar .iso itp. Ekstrakcja rozpakowana to po prostu wyodrębnianie określonych skompresowanych komponentów za pomocą aplikacji, takich jak WinZip, 7Zip, IZarc itp.. umożliwiając osobistą kontrolę nad tym, które komponenty chcesz mieć dostępne w dowolnym momencie, jednocześnie trzymając inne schowane w bezpiecznych, ściśle chronionych folderach w oparciu o twoje preferencje!

Najlepsze praktyki

Podczas używania Kompresja stratna, ważne jest, aby użyć odpowiedniego formatu dla właściwej aplikacji. Na przykład, jeśli chcesz udostępnić plik prezentacji innym osobom, powinieneś użyć pliku a Lossy format obrazu ponieważ prezentacje są zwykle wyświetlane w niższej rozdzielczości i małym rozmiarze.

Istnieje kilka sposobów maksymalizacji efektywności kompresji stratnej. Oto niektóre z najlepszych praktyk:

• Wybierz odpowiedni format kompresji zgodnie z przypadkiem użycia (jpeg dla obrazów, mp3 dla dźwiękuItp.).
• Ustaw odpowiedni poziom jakości w zależności od tego, ile danych chcesz odrzucić.
• Dostosuj parametry do swoich potrzeb; przeanalizuj kompromis między rozmiarem pliku a jakością.
• Należy pamiętać, że stosowanie kompresji stratnej wiele razy może wywoływać widoczne artefakty w plikach multimedialnych i obniżyć ich jakość znacznie bardziej niż zwykle pojedynczy przebieg kompresji.
• Upewnij się, że metadane powiązane ze skompresowanymi plikami są odpowiednio zachowane, aby wszystkie ważne informacje były dostępne podczas dystrybucji lub wyświetlania elementów zawartości pliku.

Wnioski

Podsumowując Kompresja stratna to świetny sposób na zmniejszenie rozmiarów plików i skrócenie czasu ładowania na stronach internetowych, przy jednoczesnym zachowaniu wysoki poziom jakości. Pozwala zmniejszyć rozmiar pliku obrazu lub pliku audio bez większego wpływu na jakość pliku. Warto jednak o tym pamiętać Kompresja stratna nadal wpłynie na jakość pliku i należy go używać ostrożnie.

Podsumowanie kompresji stratnej

Kompresja stratna to rodzaj kompresji danych, który zmniejsza rozmiar pliku poprzez usunięcie niektórych informacji zawartych w oryginalnym pliku. Ten proces zazwyczaj skutkuje plikami, które są mniejsze niż oryginalne pliki i zostały skompresowane przy użyciu algorytmów, takich jak JPEG, MP3 i H.264 żeby wymienić tylko kilka. Techniki kompresji stratnej mają tendencję do zamiany jakości na rozmiar, ale zoptymalizowane algorytmy mogą tworzyć pliki z bardzo małą zauważalną różnicą w stosunku do nieskompresowanego oryginału.

Podczas stosowania kompresji stratnej ważne jest, aby rozważyć, jaka jakość będzie akceptowalna dla danego celu redukcji rozmiaru pliku. Niektóre kompresje stratne mogą radykalnie zmniejszyć rozmiary plików przy stosunkowo minimalnych stratach jakości, podczas gdy inne mogą generować bardzo małe pliki, ale z niedopuszczalnymi zniekształceniami lub artefaktami. Ogólnie rzecz biorąc, jeśli pożądane są większe redukcje rozmiaru, można spodziewać się większych strat jakości i odwrotnie.

Ogólnie rzecz biorąc, kompresja stratna zapewnia skuteczny sposób na zmniejszenie rozmiarów plików bez poświęcania zbyt dużej wydajności w porównaniu z formatami nieskompresowanymi w wielu sytuacjach; jednak problemy te muszą być oceniane indywidualnie dla każdego przypadku przed podjęciem decyzji, czy jest to odpowiednie rozwiązanie dla danego zestawu problemów.

Zalety stosowania kompresji stratnej

Kompresja stratna zapewnia wiele korzyści cyfrowym plikom multimedialnym. Najbardziej oczywistą zaletą jest to, że kompresja stratna zapewnia większy stopień redukcja rozmiaru pliku niż tradycyjne bezstratne algorytmy kompresji. Pomaga to ograniczyć wymagania dotyczące pamięci masowej i przepustowości do minimum podczas przesyłania dużych plików multimedialnych przez Internet lub kompresowania ich w celu przechowywania lokalnego.

Oprócz lepszej redukcji rozmiaru pliku niż tradycyjne techniki bezstratne, zastosowanie kompresji stratnej umożliwia jeszcze większe zmniejszenie rozmiaru pliku przy jednoczesnym zachowaniu akceptowalnego poziomu jakości (w zależności od rodzaju kompresowanego nośnika). Dodatkowo użycie algorytmów stratnych pozwala użytkownikom lokalnie dostosować jakość obrazu i dźwięku w razie potrzeby bez konieczności ponownego kodowania całego pliku – dzięki temu zapisywanie plików projektu jest znacznie łatwiejsze i szybsze, ponieważ tylko części pliku multimedialnego wymagają modyfikacji.

Wreszcie, użycie stratnych algorytmów może również zapewnić dodatkowe bezpieczeństwo w niektórych przypadkach; ponieważ dźwięk o niższej przepływności jest generalnie mniej wyraźny i trudniejszy do identycznej interpretacji w porównaniu z wersjami o wyższej przepływności, może zapewnić dodatkową warstwę bezpieczeństwa, jeśli duże zbiory danych wymagają ochrony przed nieautoryzowanym słuchaniem lub przeglądaniem. Szeroki zakres zalet kompresji stratnej uczynić go popularnym wśród użytkowników mediów cyfrowych, którzy chcą mniejsze pliki przy minimalnym wysiłku.

Cześć, jestem Kim, jestem mamą i entuzjastką animacji poklatkowej z doświadczeniem w tworzeniu mediów i tworzeniu stron internetowych. Mam ogromną pasję do rysowania i animacji, a teraz rzucam się w świat animacji poklatkowej. Na moim blogu dzielę się z wami moją nauką.