Kompresimi pa humbje: çfarë është dhe si ta përdorim atë

nga kim përditësuar: Qershor 28, 2022

Kompresimi pa humbje është një koncept i rëndësishëm kur bëhet fjalë për mediat dixhitale. I referohet procesit ku të dhënat kompresohen pa asnjë humbje të të dhënave. Kompresimi pa humbje është një mënyrë e shkëlqyer për të zvogëluar madhësinë e skedarit të medias tuaj dixhitale pa sakrifikuar cilësinë.

Në këtë artikull, ne do të shqyrtojmë

• çfarë është kompresimi pa humbje,
• se si funksionondhe
• si mund ta përdorni në avantazhin tuaj.

Le të fillojmë!

Përkufizimi i kompresimit pa humbje

Kompresimi pa humbje është një lloj kompresimi i të dhënave që ruan të gjitha të dhënat origjinale gjatë procesit të kodimit dhe dekodimit, në mënyrë që rezultati të jetë një kopje e saktë e skedarit ose të dhënave origjinale. Ai funksionon duke gjetur modele në të dhëna dhe duke i ruajtur ato në mënyrë më efikase. Për shembull, nëse një skedar ka 5 fjalë përsëritëse, në vend që të ruajë ato 5 fjalë të kopjuara, kompresimi pa humbje do të ruajë vetëm një shembull të asaj fjale, plus referencën se ku mund të gjejë informacione për përdorimin e saj në skedar.

Ndryshe nga kompresim me humbje (që hedh poshtë disa informacione në mënyrë selektive për të zvogëluar madhësinë) Kompresimi pa humbje ju lejon të ruani rezolucion imazhi, qartësia e tekstit dhe integriteti i skedarit me asnjë humbje cilësie. Kjo e bën atë të përshtatshëm për aplikacione ku disa informacione janë thelbësore dhe nuk mund të sakrifikohen për zvogëlimin e madhësisë. Përdorimet e zakonshme për kompresimin pa humbje përfshijnë:

• Kompresimi i skedarëve muzikorë (prandaj cilësia e audios duhet të mbetet e paprekur)
• Kompresimi i imazheve mjekësore (pasi detajet e vogla mund të jenë kritike për diagnozën)
• Kompresimi i kodit burimor të aplikacioneve softuerike
• Arkivimi i dokumenteve për ruajtje afatgjatë.

Shembuj të kompresorëve që mund të përdorin këtë lloj algoritmi janë Skedarët ZIP dhe PNG si dhe disa formate imazhi si TIFF dhe GIF.

Përfitimet e kompresimit pa humbje

Kompresimi pa humbje është një teknologji që ngjesh të dhënat në një madhësi më të vogël pa asnjë humbje në cilësi. Kjo mundësohet nëpërmjet përdorimit të algoritmeve që identifikojnë vargjet e tepërta ose të përsëritura të të dhënave dhe më pas i zëvendësojnë ato me kode më të shkurtra. Përdorimi i kësaj metode mund të ndihmojë në uljen e konsiderueshme të madhësisë së të dhënave, shpesh duke gjysma ose më shumë, duke u mundësuar përdoruesve të ruajnë dhe transmetojnë sasi të mëdha informacioni në mënyrë më efikase.

Përveç kursimit të hapësirës së ruajtjes, ka disa përfitime të tjera kryesore për përdorimin e kompresimit pa humbje. Kjo perfshin:

• Performanca e përmirësuar: Kompresimi pa humbje mund të përmirësojë shpejtësinë me të cilën transferohen skedarët pasi ato janë më të vogla dhe marrin më pak gjerësi bande gjatë dërgimit ose shkarkimit.
• Integriteti i të dhënave: Për shkak se asnjë e dhënë nuk humbet kur përdoret kompresimi pa humbje, çdo informacion i koduar do të mbetet i paprekur pas dekompresimit.
• Pajtueshmëri: Skedarët e ngjeshur zakonisht mund të hapen me një sërë aplikacionesh në platforma të ndryshme për shkak të algoritmeve standarde të kodimit.
• Koha e reduktuar e përpunimit: Reduktimi i madhësisë së skedarit përshpejton proceset si printimi, transmetimi dhe redaktimi pasi skedarët më të vegjël kërkojnë më pak fuqi kompjuterike.

Llojet e kompresimit pa humbje

Ka lloje të ndryshme të kompresim pa humbje teknika që ju lejojnë të kompresoni të dhënat pa humbur asnjë informacion. Llojet më të zakonshme të kompresimit pa humbje janë ZIP, gzip dhe LZW. Këto tre, së bashku me llojet e tjera të ndryshme, të gjitha kanë përfitimet dhe disavantazhet e tyre.

Në këtë artikull, ne do të diskutojmë llojet e ndryshme të metodave të kompresimit pa humbje dhe si t'i përdorim ato:

• ZIP
• gzip
• LZW

Ekzekutoni kodimin e gjatësisë

Enkodimi i gjatësisë së ekzekutimit (RLE) është një algoritëm i kompresimit të të dhënave që përdoret për të zvogëluar madhësinë e një skedari pa humbur asnjë të dhënë. Ai funksionon duke analizuar të dhënat, duke kërkuar për karaktere të njëpasnjëshme dhe më pas duke i ngjeshur në një formë më të vogël dhe më të kondensuar. Kjo e bën më të lehtë ruajtjen dhe transferimin e skedarëve. Gjatë procesit të dekompresimit, të dhënat origjinale mund të rindërtohen plotësisht.

Run Length Encoding përdoret zakonisht për kompresimin e imazheve dixhitale pasi në mënyrë efektive redukton tepricën e informacionit në materiale të tilla si modele të përsëritura, vrapime të piksele ose zona të mëdha të mbushura me një ngjyrë të vetme. Dokumentet e tekstit janë gjithashtu kandidatë të përshtatshëm për kompresimin RLE sepse ato shpesh përmbajnë fjalë dhe fraza të përsëritura.

Run Length Encoding përfiton nga fakti që kanë shumë mostra të njëpasnjëshme brenda skedarëve audio vlerat identike në mënyrë që të zvogëlohen ato në madhësi, por të ruajnë cilësinë e tyre origjinale pas dekompresimit. Kjo mund të çojë në reduktime të konsiderueshme në madhësinë e skedarit - zakonisht 50% ose më shumë – me shumë pak humbje për sa i përket cilësisë dhe performancës audio.

Kur përdorni kodimin RLE, është e rëndësishme të mbani mend se ndërsa ka të ngjarë të zvogëlojë madhësitë e skedarëve që lidhen me skedarët e tingullit ose imazhit, në fakt mund të mos jetë i dobishëm për llojet e skedarëve të tekstit që priren të mos kenë shumë tepricë për shkak të mënyrës se si ato janë krijuar në mënyrë konvencionale. . Prandaj, disa eksperimente me lloje të ndryshme aplikacionesh mund të jenë të nevojshme përpara se të bëni një zgjedhje përfundimtare nëse kjo lloj teknologjie kompresimi është më e përshtatshme për nevojat tuaja.

Kodimi i Huffman

Kodimi i Huffman është një algoritëm i kompresimit të të dhënave adaptive, pa humbje. Ky algoritëm përdor një grup simbolesh të dhënash, ose karaktere, së bashku me frekuencën e shfaqjes së tyre në një skedar për të ndërtuar një kod prefiksues efikas. Ky kod përbëhet nga fjalë kodike më të shkurtra që përfaqësojnë karaktere më të shpeshta dhe fjalë kodike më të gjata që përfaqësojnë ato më të rralla. Duke përdorur këto kode, Huffman Coding mund të zvogëlojë madhësinë e skedarit me pak efekt në integritetin e të dhënave të tij.

Huffman Coding funksionon në dy hapa: ndërtimi i një grupi kodesh simbolesh unike dhe përdorimi i tij për të kompresuar rrjedhën e të dhënave. Kodet e simboleve në përgjithësi ndërtohen nga shpërndarja e karaktereve të skedarëve të ndryshëm dhe nga informacioni i marrë duke ekzaminuar frekuencat relative me të cilat në të ndodhin karaktere të ndryshme. Në përgjithësi, Huffman Coding funksionon në mënyrë më efikase se algoritmet e tjera të kompresimit pa humbje kur përdoren në rrjedhat e të dhënave që përmbajnë simbole që kanë probabilitete të pabarabarta të ndodhjes – për shembull, duke karakterizuar një dokument teksti në të cilin disa shkronja (si "e") ndodhin më shpesh se të tjerët (si "z").

Kodimi aritmetik

Një lloj kompresimi pa humbje që mund të përdoret quhet Kodimi aritmetik. Kjo metodë përfiton nga fakti se një rrjedhë e të dhënave mund të ketë pjesë të tepërta që përdorin hapësirë, por që nuk përcjellin informacion aktual. Ai kompreson të dhënat duke hequr këto pjesë të tepërta duke ruajtur përmbajtjen e tij origjinale të informacionit.

Për të kuptuar se si funksionon Kodimi Aritmetik, le të shqyrtojmë një shembull të bazuar në tekst. Supozoni se ka katër karaktere në rrjedhën tonë të të dhënave - A, B, C, D. Nëse të dhënat do të liheshin të pakompresuara, çdo karakter do të merrte tetë bit për një total prej 32 bit në të gjithë rrjedhën. Me kodimin aritmetik, megjithatë, vlerat e përsëritura si A dhe B mund të përfaqësohet me më pak se tetë bit secili.

Në këtë shembull ne do të përdorim blloqe katër-bitësh për të përfaqësuar çdo karakter që do të thotë që të katër karakteret mund të paketohen në një bllok të vetëm 16-bit. Koduesi shikon rrjedhën e të dhënave dhe cakton probabilitete për secilin karakter bazuar në gjasat e tyre për t'u shfaqur në vargje të njëpasnjëshme në mënyrë që të kursejë hapësirë ​​duke siguruar saktësinë maksimale kur ato dekompresohen në skajin tjetër. Prandaj, gjatë kompresimit, vetëm ata karaktere me probabilitet më të lartë marrin më pak bit ndërsa ata me frekuenca më të ulëta ose ata që shfaqen më rrallë do të kërkojnë më shumë bit për bllok karakteresh, por gjithsesi mbeten të paketuara brenda një blloku 16-bitësh si përpara se të ruani disa bajt në të gjithë rrjedhën e të dhënave kur krahasuar me versionin e tij të pakompresuar.

Si të përdorni kompresimin pa humbje

Kompresimi pa humbje është një mënyrë e kodimit dhe kompresimit të të dhënave pa asnjë humbje informacioni. Kjo metodë e kompresimit përdoret për të zvogëluar madhësinë e imazheve dixhitale, skedarëve audio dhe video. Kompresimi pa humbje mundëson që të dhënat të ruhen në një pjesë të madhësisë së tyre origjinale, duke rezultuar në një skedar shumë më të vogël.

Pra, le të hyjmë në detaje dhe të eksplorojmë si të përdorni kompresimin pa humbje:

Formate Kartelash

Kompresimi pa humbje është një lloj kompresimi i të dhënave që zvogëlon madhësinë e skedarit pa sakrifikuar asnjë nga të dhënat që përmban skedari origjinal. Kjo e bën atë një metodë ideale për kompresimin e skedarëve të mëdhenj si fotografitë dixhitale, skedarët audio dhe videoklipet. Për të përdorur këtë lloj kompresimi, duhet të kuptoni llojet e skedarëve që mbështeten nga kompresorët pa humbje dhe si t'i vendosni ato siç duhet për rezultate optimale.

Kur kompresoni një skedar për qëllime pa humbje, ju keni disa opsione për formatet e skedarëve. Me shumë mundësi, ju do të zgjidhni midis JPEG dhe PNG pasi të dyja ofrojnë rezultate të shkëlqyera me madhësi të mira skedarësh. Ju gjithashtu mund të përdorni formate si GIF ose TIFF nëse programi juaj i mbështet ato. Ekzistojnë gjithashtu disa formate specifike të kompresuara të krijuara posaçërisht për audio ose video. Kjo perfshin FLAC (audio pa humbje), AVI (video pa humbje) dhe formati Apple Lossless i QuickTime (ALAC).

Është e rëndësishme të theksohet se ndërsa këto formate ofrojnë kompresim më të mirë se homologët e tyre jo të ngjeshur, mund të jetë më i vështirë për t'u punuar me to për shkak të mbështetjes së tyre të kufizuar në disa aplikacione dhe programe softuerike. Në varësi të konfigurimit tuaj, duke përdorur formate të pakompresuara mund të jetë më e thjeshtë në afat të gjatë edhe nëse merr më shumë hapësirë ​​në disk.

Mjetet e Kompresimit

Ekzistojnë një sërë mjetesh kompresimi të disponueshme që janë krijuar për të zvogëluar madhësinë e skedarëve të të dhënave duke ruajtur integritetin e të dhënave origjinale. Këto mjete përdorin algoritme për të identifikuar të dhënat e tepërta dhe për t'i hequr ato nga skedari pa humbur asnjë informacion.

Kompresimi pa humbje është veçanërisht i dobishëm për imazhet grafike ose regjistrimet audio dhe video. Mjete të tilla si ZIP, RAR, Stuffit X, GZIP dhe ARJ mbështesin nivele të ndryshme të kompresimit pa humbje për një sërë llojesh skedarësh duke përfshirë PDF dhe ekzekutues të ngjeshur (EXE). Për shembull, nëse kompresoni një imazh me një nga këto formate në përcaktimi i reduktimit maksimal të madhësisë, do të jeni në gjendje ta hapni dhe shikoni atë foto pa humbur asnjë detaj ose informacion për ngjyrat.

Algoritmi i përdorur do të ndikojë në madhësinë e skedarit që mund të arrihet, si dhe në kohën që duhet për të përpunuar dhe kompresuar një skedar. Kjo mund të shkojë nga minuta në disa orë në varësi të sa i sofistikuar është mjeti juaj i zgjedhur. Mjetet e njohura të kompresimit si p.sh 7 zip (LZMA2) ofrojnë nivele më të larta kompresimi, por kërkojnë kohë më të gjata përpunimi. Programe shumë të optimizuara si SQ=z (kungull) janë rutina të nivelit të ulët të cilat mund të shtrydhin bajt shtesë me shpejtësi rrufeje në krahasim me aplikacionet më të njohura si p.sh. WinZip or WinRAR por kompleksiteti i tyre teknik do të thotë se ato përdoren rrallë nga përdoruesit amatorë të PC.

Image Compression

Shtypja e imazhit është një mënyrë për të reduktuar sasinë e të dhënave të nevojshme për të përfaqësuar një imazh dixhital. Kjo bëhet me njërën ose të dyja dy qasjet: duke hequr ose reduktuar të dhënat e parëndësishme të imazhit, të quajtura kompresim pa humbje; ose nga eliminimi i kujdesshëm i të dhënave, i quajtur kompresim me humbje.

me kompresim pa humbje, imazhi shfaqet tamam siç ishte përpara se të kompresohej dhe përdor më pak memorie për ruajtje. Me një kompresim me humbje Teknika, disa të dhëna humbasin kur skedari ruhet dhe rikompresohet, por kur bëhet siç duhet, nuk duhet të shihet asnjë shtrembërim i dukshëm nga skedari origjinal i pakompresuar.

Teknikat e kompresimit pa humbje përdoren gjerësisht në fotografinë dixhitale dhe në flukset e punës së dizajnit grafik. Teknikat pa humbje lejojnë që skedarët të kompresohen në madhësi shumë më të vogla se sa nëse do të kompresoheshin me metoda të tjera, si p.sh. imazhet JPEG të cilat janë krijuar për kompresim me humbje ku ju merrni një madhësi më të vogël skedari në kurriz të cilësisë ose detajeve të humbura.

Formatet e imazhit pa humbje përfshijnë:

• PNG fishekzjarre (ortf)
• Gifs (gif)
• dhe formati më i përdorur TIFF (tiff).

Aplikacionet e softuerit të përpunimit të imazhit si Photoshop mund të hapin lloje të ndryshme imazhesh dhe t'i konvertojnë ato në një nga këto formate duke përdorur veçori si "Ruaj si" që është sa shpesh skedarët konvertohen midis formateve pa pasur nevojë të shkarkoni softuer shtesë.

Disa formate alternative të imazhit si p.sh JPEG 2000 (jp2) përdorin gjithashtu këtë lloj teknikë kompresimi, megjithatë ato ofrojnë një përfitim të shtuar pasi mund të ruajnë informacione më të sakta të drejtpërdrejta në krahasim me JPEG-të, ndërkohë që kanë ende një madhësi të vogël skedari për shkak të skemës së tyre efikase të kodimit.

Përfundim

Kompresimi pa humbje është një mjet i fuqishëm që mund t'ju ndihmojë të zvogëloni madhësinë e skedarëve dhe të kurseni hapësirën e ruajtjes, duke u siguruar gjithashtu që të mos humbni asnjë të dhënë gjatë procesit. Kjo ju mundëson të kompresoni skedarët pa humbur asnjë nga informacionet që përmbajnë, duke i bërë ato më e lehtë për tu ruajtur, aksesuar dhe ndarë.

Në përfundim, kompresim pa humbje është një mjet thelbësor për ruajtjen dhe menaxhimin modern të të dhënave.

Përmbledhje e kompresimit pa humbje

Kompresimi pa humbje është një lloj teknikë e kompresimit të të dhënave që zvogëlon madhësinë e skedarëve pa sakrifikuar asnjë nga të dhënat e përfshira brenda. Është ideal për kompresimin e skedarëve të bazuar në tekst si dokumente, fletëllogaritëse, si dhe imazhe dhe skedarë audio.

Përfitimi kryesor i kompresimit pa humbje është se ai ju lejon të zvogëloni madhësinë e një skedari pa sakrifikuar cilësinë e skedarit. Kjo do të thotë që i njëjti skedar i saktë mund të kompresohet disa herë, duke e bërë më të lehtë ruajtjen dhe transferimin e skedarëve të mëdhenj shpejt dhe me lehtësi. Ai gjithashtu lejon përdorimin më efikas të ruajtjes duke hequr të dhënat e tepërta nga një skedar dhe duke ruajtur vetëm elementët thelbësorë të informacionit.

Në përgjithësi, ekzistojnë dy lloje të algoritmeve të kompresimit pa humbje - algoritme të bazuara në fjalor si Deflate/GZip ose Lempel-Ziv (i cili ngjesh skedarët në një listë të indeksuar) ose metodat e eliminimit të tepricës të tilla si kodimi aritmetik ose kodimi i gjatësisë së ekzekutimit (që heq tepricën duke koduar modele të përsëritura). Çdo lloj ka qëllimet e veta specifike kur bëhet fjalë për llojet e mediave dhe aplikacioneve.

Për imazhet, veçanërisht, formatet e imazhit pa humbje si PNG janë të preferuara ndaj formateve të tjera me humbje si p.sh JPEG sepse ato ruajnë detajet e imazhit më mirë se JPEG, ndërkohë që ofrojnë ende një nivel të arsyeshëm kompresimi pa degradim të konsiderueshëm në cilësinë e figurës ose vështirësi në dekodimin ose marrjen e të dhënave burimore origjinale. Në mënyrë të ngjashme, audio dixhitale skedarë të pakompresuar në formë vale priren të bëjnë më mirë me teknikat e kuantizimit të vektorit në vend të teknikave të thjeshta të reduktimit të shpejtësisë së biteve.

Si përfundim, kompresimi pa humbje është një mënyrë efektive për të reduktuar madhësitë e mëdha të skedarëve pa asnjë sakrificë në cilësi; kjo i bën ato alternativa të shkëlqyera për ruajtjen e të dhënave të vlefshme duke kursyer hapësirën e ruajtjes dhe koston. Meqenëse algoritme të ndryshme u përshtaten llojeve të ndryshme të mediave në mënyrë më efektive se të tjerët, është gjithmonë më mirë të bëni kërkime se cili format i përshtatet më mirë nevojave tuaja si për mbrojtjen e privatësisë ashtu edhe për efikasitetin e hapësirës – zgjedhja e duhur mund të bëjë ndryshimin!

Përfitimet e kompresimit pa humbje

Kompresimi pa humbje është një proces kodimi dhe dekodimi i të dhënave që lejon skedarët të kursejnë hapësirë ​​pa sakrifikuar cilësinë. Megjithëse kostoja e ruajtjes po zvogëlohet vazhdimisht, mbajtja e përmbajtjes dixhitale me cilësi të lartë mund të jetë e shtrenjtë dhe kërkon kohë. Algoritmet e kompresimit pa humbje lehtësojnë ruajtjen, optimizimin e rrjetit dhe transferimin e skedarëve nëpër sisteme të ndryshme. Për më tepër, shpejtësitë e optimizuara të transmetimit të të dhënave mund të zvogëlojnë kostot operacionale të lidhura me operacionet I/O dhe të ndihmojnë departamentet e analizës së të dhënave shkencore ose mjekësore të vërtetojnë më shpejt rezultatet e tyre.

Përparësitë e përdorimit të teknikave të kompresimit pa humbje përfshijnë:

• Reduktimi i madhësisë së skedarit pa paraqitur ndonjë shtrembërim ose degradim të cilësisë
• Përmirësoi shpejtësinë e ngarkimit të faqeve duke reduktuar sasinë e të dhënave të transferuara në ueb
• Porta drejt aplikacioneve me burim të hapur që reduktojnë kostot e komunikimit për të hyrë në përmbajtje në serverët online
• Rritja e aftësive arkivuese për ruajtjen afatgjatë të përmbajtjes dixhitale
• Hapi rrugë për instrumente virtuale dhe shërbime mediatike të transmetimit në internet duke ofruar audiencë masive me burime minimale të gjerësisë së brezit

Përshëndetje, unë jam Kim, një mama dhe një entuziast i stop-motion me një përvojë në krijimin e mediave dhe zhvillimin e ueb-it. Unë kam një pasion të madh për vizatimin dhe animacionin, dhe tani po zhytem me kokë në botën e stop-motion. Me blogun tim, unë jam duke ndarë mësimet e mia me ju djema.