Stratová kompresia: Čo to je a ako ju používať

od kim Aktualizované: Júna 28, 2022

Stratová kompresia je metóda používaná na zmenšenie veľkosti dátových súborov bez ohrozenia integrity pôvodných dát.

Umožňuje vám vziať veľké súbory, ktoré obsahujú veľa údajov, a zmenšiť ich veľkosť odstránenie niektorých údajov ale nemá to vplyv na celkovú kvalitu. To môže byť výhodné najmä pri práci s veľkými video alebo obrazovými súbormi.

Zvyšok tohto článku vysvetlí princípy stratovej kompresie a ako ho efektívne aplikovať a používať:

Definícia stratovej kompresie

Stratová kompresia je typ techniky kompresie údajov, ktorý využíva metódy na zmenšenie veľkosti súboru alebo toku údajov bez straty významného množstva jeho informačného obsahu. Tento typ kompresie vytvára súbory, ktoré sú menšie ako ich pôvodné verzie, pričom zabezpečuje zachovanie kvality, jasnosti a integrity údajov. Funguje tak, že selektívne vymaže časti mediálnych údajov (ako je zvuk alebo grafika), ktoré zostávajú ľudskými zmyslami nepostrehnuteľné. Stratová kompresia je tu už mnoho rokov a jej použitie je čoraz populárnejšie vďaka pokroku v technológii.

Tento typ kompresie je výhodný v situáciách, kde je obmedzená šírka pásma alebo úložný priestor, takže je obzvlášť užitočný v:

• Streamovacie aplikácie ako napr video-on-demand (VoD),
• Satelitné vysielanie,
• lekárske zobrazovanie,
• Digitálne audio formáty.

Táto technika sa vo veľkej miere používa aj v aplikáciách na úpravu zvuku a obrázkov, aby sa zachovala kvalita s menšou veľkosťou súborov pri ukladaní upraveného súboru projektu. Stratovú kompresiu možno použiť na iné typy údajov, ako sú textové súbory, pokiaľ sa počas procesu nestratí žiadny významný pôvodný obsah.

Na rozdiel od stratová kompresia, Je tu bezstratová kompresia ktorý sa pokúša minimalizovať skreslenie medzi vstupnými a výstupnými dátovými tokmi bez zníženia jasnosti vnímania využívaním redundantných informácií zo samotného zdrojového materiálu namiesto toho, aby sa z neho vymazali akékoľvek informácie.

Výhody stratovej kompresie

Stratová kompresia je efektívny spôsob zmenšenia veľkosti súboru pri zachovaní celkovej kvality obrazu. Na rozdiel od tradičnejšieho bezstratové techniky kompresie dát, ktoré vyberajú a zahadzujú redundancie v údajoch, aby sa zmenšila veľkosť a zvýšila prenosová rýchlosť, funguje stratová kompresia tak, že selektívne vyraďuje nedôležité a nadbytočné informácie v súbore. Tento typ kompresie využíva algoritmy na analýzu údajov v digitálnom súbore a odstránenie nepotrebných častí bez výrazného ovplyvnenia celkovej kvality alebo konečného výsledku.

Pri správnom použití môže stratová kompresia poskytnúť mnoho výhod, ako napríklad:

• Znížené nároky na skladovanie: Odstránením irelevantných detailov z digitálneho súboru môže byť výsledná veľkosť obrázka výrazne menšia ako u pôvodného náprotivku, čo webmasterom poskytuje väčšiu úsporu úložného priestoru.
• Vylepšené prenosové rýchlosti: Algoritmy stratovej kompresie využívajú menej údajov odstránením nepotrebných informácií z obrazu, ktoré ľudské oko nevidí. To znamená, že súbory prenášané cez siete môžu byť podstatne rýchlejšie ako ich pôvodné verzie bez obetovania kvality.
• Vylepšený zážitok zo sledovania: S výrazným znížením veľkosti súboru prichádza vylepšený zážitok zo sledovania pri prehliadaní online alebo prezeraní obrázkov na mobilných zariadeniach. Stratové komprimované obrázky zaberajú menej pamäte na pevných diskoch zariadenia, čo pomáha s výkonom vykresľovania obrázkov pri načítavaní fotografií alebo prehliadaní webových stránok.

Typy stratovej kompresie

Stratová kompresia je technika kompresie údajov, ktorá zmenšuje veľkosť súboru odstránením častí údajov, ktoré sa považujú za zbytočné. Pomáha to optimalizovať veľkosť súboru a môže pomôcť ušetriť úložný priestor. Tento typ kompresnej techniky možno použiť v rôznych aplikáciách, ako sú obrazové, zvukové a video súbory.

V tomto článku budeme diskutovať o štyri typy stratovej kompresie, ich výhody a nevýhody:

JPEG

JPEG (Joint Photographic Experts Group) je štandardom pre stratová kompresia digitálnych obrázkov. JPEG podporuje 8-bitové obrázky v odtieňoch sivej a 24-bitové farebné obrázky. JPG funguje najlepšie na fotografiách, najmä na tých s množstvom detailov.

Keď sa vytvorí JPG, obrázok sa rozdelí na malé bloky nazývané „makrobloky'. Matematický vzorec znižuje množstvo dostupných farieb alebo tónov v každom bloku a odstraňuje nedokonalosti, ktoré sú pre nás bolesťou v očiach, ale nie pre počítače. Zaznamenáva všetky zmeny vykonané v týchto blokoch tak, ako sa cez ne vracia a zaznamenáva ich pôvodné stavy, aby sa zmenšila ich veľkosť. Keď je fotografia uložená ako JPG, bude vyzerať mierne odlišne v závislosti od toho, aká veľká kompresia bola použitá na zmenšenie jej veľkosti. Keď sa použije vyššia kompresia, kvalita obrazu sa zníži a môžu sa začať objavovať artefakty – spolu so šumom a pixeláciou. Pri ukladaní obrázka ako JPG si môžete vybrať, koľko jasnosti je potrebné obetovať za aký stupeň zmenšenia veľkosti súboru – zvyčajne sa nazýva „kvalita“. Toto nastavenie ovplyvňuje množstvo stratová kompresia použité vo vašom súbore.

MPEG

MPEG (Moving Picture Experts Group) je typ stratová kompresia ktorý sa používa predovšetkým pre audio a video súbory. Bol navrhnutý ako štandard pre kompresiu multimediálnych súborov a v priebehu rokov sa stal čoraz populárnejším. Hlavnou myšlienkou kompresie MPEG je zmenšiť veľkosť súboru bez zníženia kvality – to sa dosiahne odstránením určitých prvkov súboru, ktoré nie sú pre diváka z hľadiska vnímania dôležité.

Kompresia MPEG funguje tak, že analyzuje video, rozdelí ho na kúsky a urobí rozhodnutia o tom, ktoré časti možno bezpečne zlikvidovať, pričom si stále zachováva prijateľnú úroveň kvality. MPEG sa zameriava na pohybové zložky vo video súbore; objekty, ktoré sa v scéne nepohybujú, sa dajú oveľa ľahšie komprimovať ako objekty, ktoré sa pohybujú alebo majú rýchle zmeny farby alebo intenzity svetla. Pomocou pokročilých algoritmov môže MPEG vytvoriť efektívne verzie každého snímku v súbore a potom použiť tieto snímky na reprezentáciu väčších častí scény.

Množstvo straty kvality v dôsledku kompresie MPEG závisí od zvoleného algoritmu a použitých nastavení. Kompromis je tu medzi veľkosťou a kvalitou; vyššie nastavenia prinesú lepšie výsledky, ale za vyššie náklady z hľadiska priestoru; naopak, nižšie nastavenia budú produkovať menšie súbory s výraznejšími stratami kvality, najmä pokiaľ ide o veľké videá, ako sú celovečerné filmy alebo videá s vysokým rozlíšením vhodné pre HDTV.

MP3

MP3, Alebo Skupina expertov na pohyblivé obrázky Zvuková vrstva 3, je komprimovaný zvukový formát, ktorý využíva množstvo špecifických algoritmov na zmenšenie pôvodnej veľkosti zvukových súborov. Je považovaný za jeden z najpopulárnejších formátov vďaka svojej efektívnosti pri kompresii digitálnych zvukových skladieb na menšie veľkosti ako iné stratová formátov. MP3 používa „stratovú“ formu kompresie, ktorá eliminuje niektoré dáta pôvodnej nahrávky a uľahčuje zariadeniam, ako sú prenosné hudobné prehrávače, ukladanie a streamovanie veľkého množstva digitálnej hudby.

MP3 dokáže komprimovať akýkoľvek typ digitálneho mixu od mono, duplikované mono, stereo, dvojkanálové a spoločné stereo. Štandard MP3 podporuje prenosovú rýchlosť 8-320 kb/s (kilobitov za sekundu) komprimuje hlasové dáta na 8 kb/s, čo je vhodné na účely streamovania. Ponúka postupne vyššiu úroveň kvality zvuku až do 320 kb/s s vyššou vernosťou zvuku a vyššou bitovou rýchlosťou, čo poskytuje ešte realistickejšiu kvalitu zvuku pri väčšej veľkosti súboru, čo vedie k pomalším časom sťahovania. Pri použití tohto spôsobu kompresie by bolo pre používateľov typické dosiahnuť priemer 75% zmenšenie veľkosti súboru bez straty pôžitku z počúvania alebo čistoty vďaka systému kódovania, ktorý efektívne prenáša väčšie množstvo údajov pri zachovaní vhodnej kvality zvuku.

Ako používať stratovú kompresiu

Stratová kompresia je typ kompresie údajov, ktorý zmenšuje súbor o odstránenie niektorých jeho údajov. Výsledkom bude menšia veľkosť súboru a následne vyššia rýchlosť sťahovania. Stratová kompresia je skvelý nástroj na použitie, keď potrebujete rýchlo skomprimovať veľké súbory.

V tomto článku budeme diskutovať o:

• Ako používať stratová kompresia
• Aké sú výhody
• Ako optimalizovať súbory, ktoré komprimujete

Podrobný sprievodca

Použitie stratovej kompresie zvyčajne vyžaduje nasledujúce kroky:

1. Vyberte typ súboru alebo údajov, ktoré chcete komprimovať – V závislosti od požadovanej výslednej veľkosti súboru a úrovne kvality sa typ komprimovaného formátu môže líšiť. Bežné formáty zahŕňajú JPEG, MPEG, a MP3.
2. Vyberte si nástroj na kompresiu – Rôzne nástroje na kompresiu používajú rôzne algoritmy na vytvorenie rôznych úrovní kompresie súborov. Niektoré populárne nástroje sú WinZip, zipX, 7-Zip a WinRAR pre používateľov systému Windows; Stuffit X pre používateľov počítačov Mac; a iZarc pre používateľov na viacerých platformách.
3. Úprava nastavení kompresie – Ak chcete vytvoriť lepšie prispôsobený výsledok, vykonajte pred komprimáciou údajov úpravy, ako je zmena úrovne kompresie, rozlíšenia obrázka alebo iných vložených nastavení v komprimovanom formáte. Ak je to možné, pozrite sa aj na nastavenia, ktoré optimalizujú obrázky na prezeranie na webe.
4. Komprimovať súbor alebo údaje – Po dokončení úprav nastavení spustite proces kompresie kliknutím na tlačidlo Štart alebo „OK“ vo vašej aplikácii. V závislosti od veľkosti komprimovaných súborov môže dokončenie tohto procesu trvať niekoľko minút v závislosti od rýchlosti procesora a použitej softvérovej aplikácie.
5. Dekomprimácia súboru alebo údajov – Proces extrakcie vám po dokončení umožní prístup k vašim novo zmenšeným súborom, takže ich môžete začať okamžite používať, nech sú pre váš projekt najvhodnejšie. Získajte požadované súbory z komprimovaných priečinkov Typy sa zvyčajne líšia od .zip .rar .7z .tar .iso atď.. Extrakcia rozbalenia je jednoducho extrahovanie konkrétnych komprimovaných komponentov cez aplikácie ako napr WinZip, 7Zip, IZarc atď.. umožňuje osobnú kontrolu nad tým, ktoré komponenty by ste chceli mať kedykoľvek prístupné, zatiaľ čo ostatné budete mať schované v bezpečných a pevne chránených priečinkoch na základe vašich preferencií!

Osvedčené postupy

Pri použití stratová kompresia, je dôležité použiť správny formát pre správnu aplikáciu. Ak napríklad potrebujete zdieľať súbor prezentácie s inými ľuďmi, mali by ste použiť a Stratový formát obrazu pretože prezentácie sa zvyčajne zobrazujú v nižšom rozlíšení a malej veľkosti.

Existuje niekoľko spôsobov, ako maximalizovať účinnosť stratovej kompresie. Tu sú niektoré z osvedčených postupov:

• Vyberte si vhodný kompresný formát podľa vášho prípadu použitia (jpeg pre obrázky, mp3 pre zvuk, Atď).
• Nastavte vhodnú úroveň kvality podľa toho, koľko údajov chcete vyradiť.
• Upravte parametre podľa svojich potrieb; analyzovať kompromis medzi veľkosťou súboru a kvalitou.
• Uvedomte si, že použitie stratovej kompresie viackrát môže vyvolať viditeľné artefakty vo vašich mediálnych súboroch a zhoršiť ich kvalitu výraznejšie ako obyčajné stlačenie jedným prechodom.
• Uistite sa, že metadáta spojené s komprimovanými súbormi sú správne zachované, aby všetky dôležité informácie zostali dostupné pri distribúcii alebo zobrazovaní prvkov obsahu súboru.

záver

Záverom možno povedať, stratová kompresia je skvelý spôsob, ako zmenšiť veľkosť súborov a skrátiť čas načítania na webových stránkach pri zachovaní a vysoká úroveň kvality. Umožňuje vám zmenšiť veľkosť súboru obrázka alebo zvukového súboru bez toho, aby to malo veľký vplyv na kvalitu súboru. Dôležité je však pamätať na to stratová kompresia stále ovplyvní kvalitu súboru a musí sa používať opatrne.

Zhrnutie stratovej kompresie

Stratová kompresia je typ kompresie údajov, ktorý znižuje veľkosť súboru odstránením niektorých informácií obsiahnutých v pôvodnom súbore. Výsledkom tohto procesu sú zvyčajne súbory, ktoré sú menšie ako pôvodné súbory a boli komprimované pomocou algoritmov, ako napr JPEG, MP3 a H.264 vymenovať zopár. Stratové kompresné techniky majú tendenciu zamieňať určitú kvalitu za veľkosť, ale optimalizované algoritmy môžu vytvárať súbory s veľmi malým postrehnuteľným rozdielom od nekomprimovaného originálu.

Pri aplikácii stratovej kompresie je dôležité zvážiť, aká kvalita bude prijateľná pre daný cieľ zníženia veľkosti súboru. Niektoré stratové kompresie môžu dramaticky znížiť veľkosť súborov a zároveň ponúkajú relatívne minimálne straty kvality, zatiaľ čo iné môžu produkovať extrémne malé súbory, ale s neprijateľnými deformáciami alebo artefaktmi. Vo všeobecnosti, ak sa požaduje väčšie zmenšenie veľkosti, potom možno očakávať väčšie straty kvality a naopak.

Stratová kompresia celkovo poskytuje efektívny spôsob, ako znížiť veľkosť súborov bez obetovania príliš veľkého výkonu v porovnaní s nekomprimovanými formátmi v mnohých situáciách; tieto problémy sa však musia vyhodnotiť od prípadu k prípadu predtým, ako sa rozhodne, či je to vhodné riešenie pre daný súbor problémov.

Výhody použitia stratovej kompresie

Stratová kompresia poskytuje digitálnym mediálnym súborom mnoho výhod. Najviditeľnejšou výhodou je, že stratová kompresia ponúka vyšší stupeň zmenšenie veľkosti súboru ako tradičné bezstratové kompresné algoritmy. To pomáha udržiavať požiadavky na úložisko a využitie šírky pásma na minime pri prenose veľkých mediálnych súborov cez internet alebo pri ich komprimácii pre lokálne úložisko.

Okrem toho, že ponúka lepšie zmenšenie veľkosti súboru ako tradičné bezstratové techniky, použitie stratovej kompresie tiež umožňuje ešte viac zmenšiť veľkosť súborov pri zachovaní prijateľnej úrovne kvality (v závislosti od typu komprimovaného média). Okrem toho to používateľom umožňuje používanie stratových algoritmov lokálne upraviť kvalitu obrazu a zvuku podľa potreby bez toho, aby ste museli prekódovať celý súbor – ukladanie projektových súborov je tak oveľa jednoduchšie a rýchlejšie, pretože je potrebné upraviť iba časti mediálneho súboru.

Nakoniec, použitie stratových algoritmov môže tiež v niektorých prípadoch poskytnúť extra bezpečnosť; keďže zvuk s nižšou bitovou rýchlosťou je vo všeobecnosti menej zreteľný a ťažšie sa identicky interpretuje v porovnaní s verziami s vyššou bitovou rýchlosťou, môže poskytnúť ďalšiu úroveň zabezpečenia, ak by veľké súbory údajov potrebovali ochranu pred neoprávneným počúvaním alebo prezeraním. Široká škála výhod stratovej kompresie aby bol populárny medzi používateľmi digitálnych médií, ktorí chcú menšie súbory s minimálnym úsilím.

Ahoj, som Kim, mama a nadšenkyňa stop-motion so skúsenosťami v oblasti mediálnej tvorby a vývoja webu. Mám obrovskú vášeň pre kreslenie a animáciu a teraz sa ponáram po hlave do sveta stop-motion. Prostredníctvom môjho blogu sa s vami podelím o moje poznatky.