Compresia cu pierderi: ce este și cum se folosește

de Kim Actualizat: 28 Iunie, 2022

Compresie cu pierderi este o metodă folosită pentru a reduce dimensiunile fișierelor de date fără a compromite integritatea datelor originale.

Vă permite să luați fișiere mari care conțin o mulțime de date și să le reduceți dimensiunea cu eliminarea unora dintre date dar fără a afecta calitatea generală. Acest lucru poate fi deosebit de benefic atunci când aveți de-a face cu fișiere video sau imagini mari.

Restul acestui articol va explica principiile compresiei cu pierderi și cum să o aplici și să o folosești eficient:

Definiția Lossy Compression

Compresie cu pierderi este un tip de tehnică de comprimare a datelor care utilizează metode pentru a reduce dimensiunea unui fișier sau a unui flux de date fără a pierde cantități semnificative din conținutul său de informații. Acest tip de compresie produce fișiere mai mici decât versiunile lor originale, asigurând în același timp că calitatea, claritatea și integritatea datelor sunt păstrate. Funcționează prin ștergerea selectivă a porțiunilor din datele media (cum ar fi audio sau grafice) care rămân imperceptibile pentru simțurile umane. Compresia cu pierderi există de mulți ani și utilizarea sa a devenit din ce în ce mai populară datorită progreselor tehnologiei.

Acest tip de compresie este avantajos în situațiile în care lățimea de bandă sau spațiul de stocare este limitat, făcându-l deosebit de util în:

• Aplicații de streaming, cum ar fi video la cerere (VoD),
• transmisie prin satelit,
• Imagistica medicala,
• Formate audio digitale.

Această tehnică este, de asemenea, utilizată pe scară largă în aplicațiile de editare audio și imagini pentru a menține calitatea cu dimensiuni mai mici ale fișierelor atunci când salvați un fișier de proiect editat. Compresia cu pierderi poate fi aplicată altor tipuri de date, cum ar fi fișierele text, atâta timp cât nu se pierde conținut original semnificativ în timpul procesului.

In contrast cu compresie cu pierderi, Există compresie fără pierderi care încearcă să minimizeze distorsiunea dintre fluxurile de date de intrare și de ieșire fără a reduce claritatea perceptivă prin utilizarea informațiilor redundante din materialul sursă însuși în loc de a șterge orice informație din acesta.

Beneficiile compresiei cu pierderi

Compresie cu pierderi este o modalitate eficientă de a reduce dimensiunea fișierului, menținând în același timp calitatea generală a imaginii. Spre deosebire de mai tradițional tehnici de comprimare a datelor fără pierderi, care selectează și elimină redundanțe în date pentru a reduce dimensiunea și a crește viteza de transmisie, compresia cu pierderi funcționează prin eliminarea selectivă a informațiilor neimportante și redundante dintr-un fișier. Acest tip de compresie folosește algoritmi pentru a analiza datele dintr-un fișier digital și pentru a elimina porțiunile inutile, fără a afecta foarte mult calitatea generală sau rezultatul final.

Când este utilizată corect, compresia cu pierderi poate oferi multe beneficii, cum ar fi:

• Cerințe reduse de depozitare: Prin eliminarea detaliilor irelevante dintr-un fișier digital, dimensiunea imaginii rezultată poate fi semnificativ mai mică decât omologul său original, oferind economii mai mari de stocare pentru webmasteri.
• Viteze de transmisie îmbunătățite: algoritmii de compresie cu pierderi folosesc mai puține date prin eliminarea informațiilor inutile dintr-o imagine care nu este vizibilă pentru ochiul uman. Aceasta înseamnă că fișierele transmise prin rețele pot fi substanțial mai rapide decât versiunile lor originale, fără a sacrifica calitatea.
• Experiență de vizionare îmbunătățită: O reducere semnificativă a dimensiunii fișierului vine cu experiențe de vizualizare îmbunătățite în timp ce navighezi online sau vezi imagini pe dispozitive mobile. Imaginile comprimate cu pierderi ocupă mai puțină memorie pe hard disk-urile dispozitivului, ceea ce ajută la randarea imaginilor la încărcarea fotografiilor sau la răsfoirea paginilor web.

Tipuri de compresie cu pierderi

Compresie cu pierderi este o tehnică de comprimare a datelor care reduce dimensiunea unui fișier prin eliminarea unor părți din datele sale care sunt considerate inutile. Ajută să optimizați dimensiunea fișierului și poate ajuta la economisirea spațiului de stocare. Acest tip de tehnică de compresie poate fi utilizat în diferite aplicații, cum ar fi fișiere imagine, audio și video.

În acest articol, vom discuta despre patru tipuri de compresie cu pierderi, avantajele și dezavantajele lor:

JPEG

JPEG (Grupul de experți în fotografie) este un standard pentru compresie cu pierderi a imaginilor digitale. JPEG acceptă imagini pe 8 biți, în tonuri de gri și imagini color pe 24 de biți. JPG funcționează cel mai bine pe fotografii, în special pe cele cu multe detalii.

Când este creat un JPG, imaginea este împărțită în blocuri mici numite „macroblocuri'. O formulă matematică reduce cantitatea de culori sau tonuri disponibile în fiecare bloc și îndepărtează imperfecțiunile care sunt o criză pentru noi, dar nu și pentru computere. Înregistrează toate modificările făcute în aceste blocuri, astfel încât să revină peste ele și să înregistreze stările lor originale pentru a le reduce dimensiunea. Când o fotografie este salvată ca JPG, aceasta va apărea ușor diferită, în funcție de cât de multă compresie a fost utilizată pentru a-i reduce dimensiunea. Calitatea imaginii se reduce atunci când se aplică cantități mai mari de compresie și pot începe să apară artefacte – împreună cu zgomotul și pixelarea. La salvarea unei imagini ca JPG, puteți alege cât de multă claritate trebuie sacrificată pentru ce grad de reducere a dimensiunii fișierului - numit de obicei „calitate„. Această setare afectează cantitatea de compresie cu pierderi folosit în fișierul dvs.

MPEG

MPEG (Moving Picture Experts Group) este un tip de compresie cu pierderi care este folosit în principal pentru fișiere audio și video. A fost conceput ca un standard pentru comprimarea fișierelor multimedia și a devenit din ce în ce mai popular de-a lungul anilor. Ideea principală din spatele compresiei MPEG este de a reduce dimensiunea unui fișier fără a compromite calitatea - acest lucru se realizează prin eliminarea anumitor elemente ale fișierului care nu sunt importante din punct de vedere perceptiv pentru vizualizator.

Compresia MPEG funcționează prin analizarea unui videoclip, împărțirea acestuia în bucăți și luarea deciziilor cu privire la părțile care pot fi aruncate în siguranță, menținând în același timp un nivel acceptabil de calitate. MPEG se concentrează pe componentele de mișcare într-un fișier video; obiectele care nu se mișcă într-o scenă sunt mult mai ușor de comprimat decât obiectele care se mișcă sau au modificări rapide ale culorii sau intensității luminii. Folosind algoritmi avansați, MPEG poate crea versiuni eficiente ale fiecărui cadru din fișier și apoi poate folosi acele cadre pentru a reprezenta porțiuni mai mari ale scenei.

Cantitatea de calitate pierdută din cauza compresiei MPEG depinde atât de algoritmul ales, cât și de setările utilizate. Compromisul aici este între dimensiune și calitate; setările mai mari vor da rezultate mai bune, dar la un cost mai mare din punct de vedere al spațiului; dimpotrivă, setările mai mici vor produce fișiere mai mici, cu pierderi de calitate mai notabile, mai ales când vine vorba de videoclipuri mari, cum ar fi filme de lungmetraj sau videoclipuri de înaltă rezoluție, potrivite pentru televizoare HD.

MP3

MP3, Sau Moving Pictures Expert Group Nivelul audio 3, este un format audio comprimat care utilizează o serie de algoritmi specifici pentru a reduce dimensiunea originală a fișierelor audio. Este considerat unul dintre cele mai populare formate datorită eficienței sale în comprimarea melodiilor audio digitale în dimensiuni mai mici decât celelalte. lossy formate. MP3 folosește o formă de compresie „cu pierderi”, care elimină o parte din datele înregistrării originale și facilitează stocarea și transmiterea în flux a unor cantități mari de muzică digitală de către dispozitive precum playerele portabile de muzică.

MP3 poate comprima orice tip de mixaj digital, de la mono, duplicat mono, stereo, canal dublu și stereo comun. Standardul MP3 acceptă o rată de biți de 8-320 Kbps (kilobiți pe secundă) comprimă datele vocale în 8 kbps, ceea ce este potrivit pentru scopuri de streaming. Oferă niveluri progresiv mai mari de calitate a sunetului de până la 320 Kbps, cu o fidelitate mai mare a sunetului și o rată de biți mai mare, oferind o calitate și mai reală a sunetului la o dimensiune crescută a fișierului, ceea ce duce la timpi de descărcare mai lenți. Când utilizați această metodă de compresie, ar fi obișnuit ca utilizatorii să atingă o medie Reducere cu 75% a dimensiunii fișierului fără pierderi în plăcerea audiției sau claritatea datorită sistemului său de codare care transferă eficient cantități mai mari de date, menținând în același timp o calitate adecvată a sunetului.

Cum să utilizați compresia cu pierderi

Compresie cu pierderi este un tip de compresie a datelor care reduce un fișier cu eliminând unele dintre datele sale. Acest lucru va avea ca rezultat o dimensiune mai mică a fișierului și, în consecință, viteze de descărcare mai mari. Compresia cu pierderi este un instrument excelent de utilizat atunci când trebuie să comprimați rapid fișiere mari.

În acest articol, vom discuta despre:

• Cum să utilizați compresie cu pierderi
• Care sunt beneficiile
• Cum să optimizați fișierele pe care le comprimați

Ghid pas cu pas

Utilizarea compresiei cu pierderi necesită de obicei următorii pași:

1. Selectați tipul de fișier sau de date pe care doriți să le comprimați – În funcție de dimensiunea dorită a fișierului rezultat și de nivelul de calitate, tipul de format comprimat poate varia. Formatele comune includ JPEG, MPEG, și MP3.
2. Alegeți un instrument de compresie – Diferite instrumente de compresie folosesc diferiți algoritmi pentru a crea diferite niveluri de compresie a fișierelor. Unele instrumente populare sunt WinZip, zipX, 7-Zip și WinRAR pentru utilizatorii de Windows; Trufa X pentru utilizatorii de Mac; și iZarc pentru utilizatorii multiplatformă.
3. Ajustați setările de compresie – Pentru a crea un rezultat mai personalizat, faceți ajustări, cum ar fi modificarea nivelului de compresie, rezoluția imaginii sau alte setări încorporate într-un format comprimat înainte de a comprima datele. Priviți, de asemenea, setările care optimizează imaginile pentru vizualizarea pe web, dacă este cazul.
4. Comprimați fișierul sau datele – Începeți procesul de comprimare făcând clic pe Start sau „OK” în aplicația dvs. când ați terminat cu ajustările setărilor. În funcție de dimensiunea fișierelor care sunt comprimate, poate dura câteva minute pentru a finaliza acest proces, în funcție de viteza procesorului și a aplicației software utilizate.
5. Decomprimați fișierul sau datele – Procesul de extragere vă va permite accesul la fișierele proaspăt reduse odată finalizate, astfel încât să puteți începe să le utilizați imediat, oricum sunt cele mai potrivite pentru proiectul dvs. la îndemână. Ecces fișierele dorite din folderele comprimate tipuri de obicei variază de la .zip .rar .7z .tar .iso etc. Extragerea dezarhivare este pur și simplu extragerea unor componente comprimate specifice prin intermediul aplicațiilor precum WinZip, 7Zip, IZarc etc.. permițând controlul personal asupra componentelor pe care le-ați dori să fie accesibile în orice moment, păstrând în același timp altele ascunse în foldere bine protejate, în funcție de preferințele dvs.!

Cele mai bune practici

Atunci când se utilizează compresie cu pierderi, este important să folosiți formatul potrivit pentru aplicația potrivită. De exemplu, dacă trebuie să partajați un fișier de prezentare cu alte persoane, atunci ar trebui să utilizați a Format imagine cu pierdere deoarece prezentările sunt de obicei afișate la o rezoluție mai mică și dimensiuni reduse.

Există mai multe moduri de a maximiza eficacitatea compresiei cu pierderi. Iată câteva dintre cele mai bune practici:

• Alegeți un format de compresie adecvat în funcție de cazul dvs. de utilizare (jpeg pentru imagini, mp3 pentru audio, Etc).
• Setați un nivel de calitate adecvat în funcție de câte date doriți să eliminați.
• Reglați parametrii în funcție de nevoile dvs. analizați compromisul dintre dimensiunea fișierului și calitate.
• Rețineți că aplicarea compresiei cu pierderi de mai multe ori poate induce artefacte vizibile în fișierele dvs. media și le degradează calitatea mai semnificativ decât ar face de obicei o singură trecere de compresie.
• Asigurați-vă că metadatele asociate fișierelor comprimate sunt păstrate corespunzător, astfel încât toate informațiile importante să rămână disponibile atunci când distribuiți sau afișați elementele conținutului fișierului.

Concluzie

În concluzie, compresie cu pierderi este o modalitate excelentă de a reduce dimensiunile fișierelor și de a reduce timpul de încărcare pe site-uri web, păstrând totuși a nivel ridicat de calitate. Vă permite să reduceți dimensiunea unui fișier imagine sau audio fără a avea un impact major asupra calității fișierului. Este important să ne amintim, însă, că compresie cu pierderi va afecta în continuare calitatea fișierului și trebuie utilizat cu grijă.

Rezumatul compresiei cu pierderi

Compresie cu pierderi este un tip de compresie a datelor care reduce dimensiunea fișierului prin eliminarea unora dintre informațiile conținute în fișierul original. Acest proces are ca rezultat, de obicei, fișiere care sunt mai mici decât fișierele originale și au fost comprimate folosind algoritmi precum JPEG, MP3 și H.264 a numi câteva. Tehnicile de compresie cu pierderi tind să schimbe o anumită calitate cu dimensiunea, dar algoritmii optimizați pot produce fișiere cu o diferență foarte mică perceptibilă față de originalul necomprimat.

Când aplicați compresie cu pierderi, este important să luați în considerare cât de multă calitate va fi acceptabilă pentru un anumit obiectiv de reducere a dimensiunii fișierului. Unele compresii cu pierderi pot reduce dimensiunile fișierelor în mod dramatic, oferind în același timp pierderi de calitate relativ minime, în timp ce altele pot produce fișiere extrem de mici, dar cu distorsiuni sau artefacte inacceptabile. În general, dacă se dorește reduceri mai mari de dimensiune, atunci se pot aștepta pierderi mai mari de calitate și invers.

În general, compresia cu pierderi oferă o modalitate eficientă de a reduce dimensiunile fișierelor fără a sacrifica prea multă performanță în comparație cu formatele necomprimate în multe situații; totuși, aceste probleme trebuie evaluate de la caz la caz înainte de a lua o decizie dacă este sau nu o soluție adecvată pentru un anumit set de probleme.

Avantajele utilizării compresiei cu pierderi

Compresia cu pierderi oferă multe avantaje fișierelor media digitale. Cel mai evident avantaj este că compresia cu pierderi oferă un grad mai mare de reducerea dimensiunii fișierului decât tradițională algoritmi de compresie fără pierderi. Acest lucru ajută la menținerea cerințelor de stocare și de utilizare a lățimii de bandă la minimum atunci când transferați fișiere media mari pe internet sau pentru comprimarea acestora pentru stocare locală.

Pe lângă faptul că oferă o reducere mai bună a dimensiunii fișierelor decât tehnicile tradiționale fără pierderi, utilizarea compresiei cu pierderi face, de asemenea, posibilă reducerea dimensiunilor fișierelor și mai mult, menținând totuși un nivel acceptabil de calitate (în funcție de tipul de suport media care este comprimat). În plus, utilizarea algoritmilor cu pierderi le permite utilizatorilor reglați local calitatea imaginii și audio după cum este necesar, fără a fi nevoie să re-codificați întregul fișier – acest lucru face salvarea fișierelor de proiect mult mai ușoară și mai rapidă, deoarece doar porțiuni dintr-un fișier media trebuie modificate.

În cele din urmă, utilizarea algoritmilor cu pierderi poate oferi, de asemenea, securitate suplimentară în unele cazuri; întrucât audio cu rată de biți mai mică este în general mai puțin distinctă și mai dificil de interpretat identic în comparație cu versiunile cu rata de biți mai mare, poate oferi un nivel suplimentar de securitate în cazul în care seturile mari de date au nevoie de protecție împotriva ascultarii sau vizionarii neautorizate. Gama largă de beneficii ale compresiei cu pierderi face-l popular printre utilizatorii de media digitală care doresc fișiere mai mici cu efort minim.

Bună, sunt Kim, o mamă și o pasionată de stop-motion cu experiență în crearea media și dezvoltarea web. Am o pasiune uriașă pentru desen și animație, iar acum merg cu capul întâi în lumea stop-motion. Cu blogul meu, vă împărtășesc cunoștințele mele.