Компресија без губитака: шта је то и како се користи

би ким Ажурирано: Јун 28, 2022

Компресија без губитака је важан концепт када су у питању дигитални медији. Односи се на процес у коме се подаци компримују без икаквог губитка података. Компресија без губитака је одличан начин да смањите величину датотеке вашег дигиталног медија без жртвовања квалитета.

У овом чланку ћемо истражити

• шта је компресија без губитака,
• како то ради, и
• како то можете искористити у своју корист.

Хајде да почнемо!

Дефиниција компресије без губитака

Компресија без губитака је врста компресије података која чува све оригиналне податке током процеса кодирања и декодирања, тако да је резултат тачна реплика оригиналне датотеке или података. Ради тако што проналази обрасце у подацима и ефикасније их чува. На пример, ако датотека има 5 речи које се понављају, уместо чувања тих 5 дупликата речи, компресија без губитака ће сачувати само једну инстанцу те речи, плус референцу на то где може да пронађе информације о њеној употреби у датотеци.

супротно компресија са губицима (који одбацује неке информације селективно да би смањио величину) Компресија без губитака омогућава вам да одржавате резолуција слике, јасноћу текста и интегритет датотеке са нема губитка квалитета. Ово га чини погодним за апликације где су неке информације неопходне и не могу се жртвовати ради смањења величине. Уобичајене употребе компресије без губитака укључују:

• Компресовање музичких датотека (због чега квалитет звука мора остати нетакнут)
• Компресовање медицинских слика (пошто мали детаљи могу бити критични за дијагнозу)
• Компресовање изворног кода софтверских апликација
• Архивирање докумената за дуготрајно складиштење.

Примери компресора који могу да користе овај тип алгоритма су ЗИП и ПНГ датотеке као и неки формати слика попут ТИФФ и ГИФ.

Предности компресије без губитака

Компресија без губитака је технологија која компресује податке у мању величину без икаквог губитка у квалитету. Ово је омогућено употребом алгоритама који идентификују сувишне или понављајуће низове података, а затим их замењују краћим кодовима. Коришћење ове методе може помоћи да се значајно смањи величина података, често до пола или више, омогућавајући корисницима да ефикасније складиште и преносе велике количине информација.

Осим уштеде простора за складиштење, постоји неколико других кључних предности коришћења компресије без губитака. Ови укључују:

• Побољшане перформансе: Компресија без губитака може побољшати брзину преноса датотека јер су мање и заузимају мање пропусног опсега приликом слања или преузимања.
• Интегритет података: Пошто се подаци не губе када се користи компресија без губитака, свака кодирана информација ће остати нетакнута након декомпресије.
• Компатибилност: Компресоване датотеке се обично могу отворити у разним апликацијама на различитим платформама због стандардних алгоритама кодирања.
• Смањено време обраде: Смањење величине датотеке убрзава процесе као што су штампање, стримовање и уређивање јер мање датотеке захтевају мање рачунарске снаге.

Врсте компресије без губитака

Постоје разне врсте компресија без губитака технике које вам омогућавају да компримујете податке без губитка информација. Најчешћи типови компресије без губитака су ЗИП, гзип и ЛЗВ. Ова три, заједно са другим разним врстама, сви имају своје предности и недостатке.

У овом чланку ћемо разговарати о различитим типовима метода компресије без губитака и како их користити:

• Поштански
• Уник
• ЛЗВ

Кодирање дужине извођења

Рун Ленгтх Енцодинг (РЛЕ) је алгоритам компресије података који се користи за смањење величине датотеке без губитка података. Функционише тако што анализира податке, тражи узастопне знакове и затим их компресује у мањи, сажетији облик. Ово олакшава складиштење и пренос датотека. Током процеса декомпресије, оригинални подаци се могу у потпуности реконструисати.

Рун Ленгтх Енцодинг се обично користи за компримовање дигиталних слика јер ефикасно смањује редундантност информација у материјалу као што је понављајући обрасци, трчања пиксела или велике површине испуњене једном бојом. Текстуални документи су такође погодни кандидати за РЛЕ компресију јер често садрже речи и фразе које се понављају.

Рун Ленгтх Енцодинг користи предност чињенице коју имају многи секвенцијални узорци у аудио датотекама идентичне вредности како би се смањиле у величини али задржале њихов првобитни квалитет након декомпресије. Ово може довести до значајног смањења величине датотеке – обично КСНУМКС% или више – са врло малим губицима у погледу квалитета звука и перформанси.

Када користите РЛЕ кодирање, важно је запамтити да, иако ће вероватно смањити величину датотека у вези са звучним или сликовним датотекама, то можда неће бити од користи за типове текстуалних датотека које обично немају много редундантности због начина на који су направљене на конвенционални начин. . Због тога ће можда бити потребно експериментисање са различитим типовима апликација пре него што се донесе коначан избор о томе да ли је ова врста технологије компресије најприкладнија за ваше потребе.

Хуффман Цодинг

Хуффман Цодинг је прилагодљив алгоритам за компресију података без губитака. Овај алгоритам користи скуп симбола података, или знакова, заједно са њиховом учесталошћу појављивања у датотеци да би направио ефикасан код са префиксом. Овај код се састоји од краћих кодних речи које представљају чешће знакове и дужих кодних речи које представљају ређе. Користећи ове кодове, Хуффман Цодинг може смањити величину датотеке са малим утицајем на њен интегритет података.

Хуффман Цодинг ради у два корака: конструише скуп јединствених кодова симбола и користи га за компресију тока података. Кодови симбола се генерално конструишу из дистрибуције знакова у разним датотекама и од информација добијених испитивањем релативних фреквенција са којима у њему се јављају различити ликови. Генерално, Хуффман Цодинг ради ефикасније од других алгоритама компресије без губитака када се користи на токовима података који садрже симболе који имају неједнаке вероватноће настанка – на пример, карактерисање текстуалног документа у коме су нека слова (као "е") се јављају чешће од других (као "з").

Аритметичко кодирање

Једна врста компресије без губитака која се може користити се зове Аритметичко кодирање. Овај метод користи чињеницу да ток података може имати сувишне делове који користе простор, али који не преносе стварне информације. Он компримује податке уклањањем ових сувишних делова уз очување оригиналног садржаја информација.

Да бисмо разумели како функционише аритметичко кодирање, размотримо пример заснован на тексту. Претпоставимо да постоје четири знака у нашем току података - А, Б, Ц, D. Ако би подаци остали некомпримовани, сваки знак би заузео осам бита за укупно 32 бита у целом току. Са аритметичким кодирањем, међутим, понављајуће вредности попут А и б могу бити представљени са мање од осам битова сваки.

У овом примеру користићемо четворобитне блокове да представимо сваки знак, што значи да се сва четири знака могу спаковати у један 16-битни блок. Кодер посматра ток података и додељује вероватноће сваком карактеру на основу њихове вероватноће да се појаве у узастопним стринговима како би уштедио простор и истовремено обезбедио максималну прецизност када су декомпримовани на другом крају. Због тога током компресије само они знакови са већом вероватноћом узимају мање битова, док ће они са нижим фреквенцијама или они који се појављују ређе захтевати више битова по блоку знакова, али и даље остају повезани у оквиру једног 16-битног блока као пре него што се сачува неколико бајтова у целом току података када у поређењу са његовом некомпримованом верзијом.

Како користити компресију без губитака

Компресија без губитака је начин кодирања и компресије података без губитка информација. Овај метод компресије се користи за смањење величине дигиталних слика, аудио и видео датотека. Компресија без губитака омогућава складиштење података у делићу њихове оригиналне величине, што резултира много мањом датотеком.

Дакле, хајде да уђемо у детаље и истражимо како користити компресију без губитака:

Формати

Компресија без губитака је врста компресије података која смањује величину датотеке без жртвовања било којег од података садржаних у оригиналној датотеци. Ово га чини идеалним методом за компресовање великих датотека као што су дигиталне фотографије, аудио датотеке и видео клипови. Да бисте користили ову врсту компресије, морате разумети типове датотека које подржавају компресори без губитака и како да их правилно подесите за оптималне резултате.

Када компримујете датотеку у сврхе без губитака, имате неколико опција за формате датотека. Највероватније ћете бирати између ЈПЕГ и ПНГ јер оба обезбеђују одличне резултате са добрим величинама датотека. Такође можете користити формате као што су ГИФ или ТИФФ ако их ваш софтвер подржава. Постоје и неки специфични компримовани формати дизајнирани посебно за аудио или видео. Ови укључују ФЛАЦ (аудио без губитака), АВИ (видео без губитака) и КуицкТиме-ов Аппле Лосслесс формат (АЛАЦ).

Важно је напоменути да иако ови формати нуде бољу компресију од својих некомпримираних колега, са њима може бити теже радити због њихове ограничене подршке у неким апликацијама и софтверским програмима. У зависности од вашег подешавања, користите некомпримовани формати може бити једноставније на дужи рок чак и ако заузима више простора на диску.

Компресијски алати

Доступни су различити алати за компресију који су дизајнирани да смање величину датотека са подацима уз одржавање интегритета оригиналних података. Ови алати користе алгоритме да идентификују сувишне податке и одбаце их из датотеке без губитка информација.

Компресија без губитака је посебно корисна за графичке слике или аудио и видео снимке. Алати као што су ЗИП, РАР, Стуффит Кс, ГЗИП и АРЈ подржавају различите нивое компресије без губитака за различите типове датотека укључујући ПДФ-ове и компресоване извршне датотеке (ЕКСЕ). На пример, ако компримујете слику у једном од ових формата на подешавање максималне величине, могли бисте да отворите и погледате ту слику без губитка детаља или информација о боји.

Коришћени алгоритам ће утицати на величину датотеке која се може постићи, као и на време потребно за обраду и компресију датотеке. Ово може да варира од минута до неколико сати у зависности од тога колико је софистициран алат који сте изабрали. Популарни алати за компресију као што су 7-зип (ЛЗМА2) нуде више нивое компресије, али захтевају дуже време обраде. Високо оптимизовани програми попут СК=з (СКУАСХ) су рутине ниског нивоа које могу да истисну додатне бајтове брзином муње у поређењу са популарнијим апликацијама као што је ВинЗип or ВинРАР али њихова техничка сложеност значи да их ретко користе аматери ПЦ корисници.

Компресија слике

Компресија слике је начин да се смањи количина података потребних за представљање дигиталне слике. Ово се ради помоћу једног или оба приступа: уклањањем или смањењем безначајних података о слици, тзв. компресија без губитака; или пажљивом елиминацијом података, тзв компресија са губицима.

sa компресија без губитака, слика се појављује тачно онако како је била пре компресије и користи мање меморије за складиштење. Са компресија са губицима техника, неки подаци се губе када се датотека сачува и поново компримује, али када се уради исправно, не би требало да се види видљива изобличења из оригиналне некомпримоване датотеке.

Технике компресије без губитака се широко користе у дигиталној фотографији иу радним токовима графичког дизајна. Технике без губитака омогућавају да се датотеке компримују у много мање величине него да су компримоване другим методама као што су ЈПЕГ слике које су дизајниране за компресија са губицима где добијате мању величину датотеке на рачун изгубљеног квалитета или детаља.

Формати слика без губитака укључују:

• ПНГ ватромет (ортф)
• ГИФ (гиф)
• и најчешће коришћени формат ТИФФ (тифф).

Софтверске апликације за обраду слика као што је Пхотосхоп могу отворити различите типове слика и конвертовати их у један од ових формата користећи функције као што је „Сачувај као“, што показује колико се често датотеке претварају између формата без потребе за преузимањем додатног софтвера.

Неки алтернативни формати слика као што су ЈПЕГ КСНУМКС (јп2) такође користе ову врсту технике компресије, али пружају додатну предност јер могу да складиште прецизније директне информације у поређењу са ЈПЕГ-овима, а да и даље имају малу величину датотеке због своје ефикасне шеме кодирања.

Zakljucak

Компресија без губитака је моћна алатка која вам може помоћи да смањите величину датотека и уштедите простор за складиштење, а истовремено водите рачуна да не изгубите податке у том процесу. Омогућава вам да компримујете датотеке без губитка информација које садрже, чинећи их лакши за складиштење, приступ и дељење.

У закључку, компресија без губитака је суштински алат за савремено складиштење и управљање подацима.

Резиме компресије без губитака

Компресија без губитака је врста технике компресије података која смањује величину датотека без жртвовања било којег од података садржаних у њима. Идеалан је за компримовање текстуалних датотека као што су документи, табеле, као и слике и аудио датотеке.

Главна предност компресије без губитака је у томе што омогућава вам да смањите величину датотеке без жртвовања квалитета датотеке. То значи да се иста тачна датотека може компримовати више пута, што олакшава брзо и једноставно складиштење и пренос великих датотека. Такође омогућава ефикаснију употребу складиштења уклањањем сувишних података из датотеке и чувањем само битних елемената информација.

Генерално, постоје две врсте алгоритама компресије без губитака – алгоритми засновани на речницима попут Дефлате/ГЗип или Лемпел-Зив (који компримује датотеке у индексирану листу) или методе елиминације вишка као што је аритметичко кодирање или кодирање дужине рада (које уклања редундантност кодирањем понављајућих образаца). Сваки тип има своје специфичне сврхе када су у питању типови медија и апликација.

За слике, посебно, формате слика без губитака као што су ПНГ су пожељнији у односу на друге формате са губицима као што су JPEG јер чувају детаље слике боље од ЈПЕГ-а, док и даље нуде разуман ниво компресије без значајне деградације квалитета слике или потешкоћа у декодирању или преузимању изворних података. Слично, дигитални аудио некомпримоване датотеке таласног облика имају тенденцију да раде боље са технике векторске квантизације а не чисте технике смањења брзине преноса.

У закључку, компресија без губитака је ефикасан начин за смањење великих величина датотека без икаквог жртвовања у квалитету; ово их чини одличном алтернативом за очување вредних података уз уштеду простора за складиштење и трошкове. Пошто различити алгоритми одговарају различитим врстама медија ефикасније од других, увек је најбоље истражити који формат најбоље одговара вашим потребама како за заштиту приватности тако и за ефикасност простора – прави избор може учинити све!

Предности компресије без губитака

Компресија без губитака је процес кодирања и декодирања података који омогућава датотекама да уштеде простор без жртвовања квалитета. Иако се трошкови складиштења константно смањују, одржавање висококвалитетног дигиталног садржаја може бити скупо и дуготрајно. Алгоритми компресије без губитака олакшавају складиштење, оптимизацију мреже и пренос датотека кроз различите системе. Поред тога, оптимизоване брзине преноса података могу смањити оперативне трошкове повезане са И/О операцијама и помоћи одељењима за анализу научних или медицинских података да брже валидирају своје резултате.

Предности коришћења техника компресије без губитака укључују:

• Смањење величине датотеке без уношења изобличења или деградације квалитета
• Побољшана брзина учитавања страница смањењем количине података пренетих преко веба
• Мрежни пролази ка апликацијама отвореног кода који смањују трошкове комуникације за приступ садржају на серверима на мрежи
• Повећане могућности архивирања за дугорочно очување дигиталног садржаја
• Отворени су путеви за виртуелну инструментацију и интернет стриминг медијске услуге тако што су услужили потенцијално велику публику са минималним ресурсима пропусног опсега

Здраво, ја сам Ким, мама и заљубљеник у стоп-мотион са искуством у креирању медија и развоју веба. Имам огромну страст за цртање и анимацију, а сада зарањам главом у свет стоп-моутион-а. Са својим блогом, делим своја сазнања са вама.