Kayıpsız Sıkıştırma: Nedir ve Nasıl Kullanılır?

kim tarafından Güncellenmiş: Haziran 28, 2022

Kayıpsız sıkıştırma dijital medya söz konusu olduğunda önemli bir kavramdır. Verilerin sıkıştırıldığı süreci ifade eder. herhangi bir veri kaybı olmadan. Kayıpsız sıkıştırma, kaliteden ödün vermeden dijital ortamınızın dosya boyutunu küçültmenin harika bir yoludur.

Bu yazıda, keşfedeceğiz

• kayıpsız sıkıştırma nedir,
• nasıl çalışır, ve
• bunu kendi avantajınıza nasıl kullanabilirsiniz.

En başlayalım!

Kayıpsız Sıkıştırmanın Tanımı

Kayıpsız sıkıştırma sonuç, orijinal dosyanın veya verilerin tam bir kopyası olacak şekilde, kodlama ve kod çözme işlemi sırasında tüm orijinal verileri koruyan bir veri sıkıştırma türüdür. Verilerdeki kalıpları bularak ve daha verimli bir şekilde depolayarak çalışır. Örneğin, bir dosyada yinelenen 5 kelime varsa, bu 5 yinelenen kelimeyi saklamak yerine kayıpsız sıkıştırma, o kelimenin yalnızca bir örneğini ve dosyada kullanımı hakkında bilgi bulabileceği referansı depolar.

aksine kayıplı sıkıştırma (boyutu azaltmak için bazı bilgileri seçici olarak atar) Kayıpsız Sıkıştırma bakım yapmanızı sağlar görüntü çözünürlüğü, metin netliği ve dosya bütünlüğü ile kalite kaybı yok. Bu, bazı bilgilerin gerekli olduğu ve boyut küçültme için feda edilemeyeceği uygulamalar için uygun hale getirir. Kayıpsız sıkıştırmanın yaygın kullanımları şunları içerir:

• Müzik dosyalarını sıkıştırma (bu nedenle ses kalitesi bozulmadan kalmalıdır)
• Tıbbi görüntülerin sıkıştırılması (çünkü küçük ayrıntılar teşhis için kritik olabilir)
• Yazılım uygulamalarının kaynak kodunu sıkıştırma
• Belgelerin uzun süreli saklanması için arşivlenmesi.

Bu tür bir algoritmayı kullanabilen sıkıştırıcı örnekleri şunlardır: ZIP ve PNG dosyaları gibi bazı resim formatlarının yanı sıra TIFF ve GIF.

Kayıpsız Sıkıştırmanın Faydaları

Kayıpsız sıkıştırma kalite kaybı olmadan verileri daha küçük boyutlara sıkıştıran bir teknolojidir. Bu, gereksiz veya yinelenen veri dizilerini tanımlayan ve ardından bunları daha kısa kodlarla değiştiren algoritmaların kullanılmasıyla mümkün olur. Bu yöntemi kullanmak, veri boyutunu önemli ölçüde azaltmaya yardımcı olabilir, genellikle yarım veya daha fazla, kullanıcıların büyük miktarda bilgiyi daha verimli bir şekilde depolamasını ve iletmesini sağlar.

Depolama alanından tasarruf etmenin yanı sıra, kayıpsız sıkıştırma kullanmanın başka birçok önemli faydası vardır. Bunlar şunları içerir:

• Geliştirilmiş Performans: Kayıpsız sıkıştırma, dosyaların daha küçük olması ve gönderirken veya indirirken daha az bant genişliği kullanması nedeniyle aktarım hızını artırabilir.
• Veri bütünlüğü: Kayıpsız sıkıştırma kullanılırken hiçbir veri kaybolmadığından, kodlanan tüm bilgiler sıkıştırmanın açılmasından sonra olduğu gibi kalacaktır.
• uygunluk: Sıkıştırılmış dosyalar, standart kodlama algoritmaları nedeniyle genellikle farklı platformlardaki çeşitli uygulamalarla açılabilir.
• Azaltılmış İşlem Süresi: Daha küçük dosyalar daha az bilgi işlem gücü gerektirdiğinden, dosya boyutunun küçültülmesi yazdırma, akış ve düzenleme gibi işlemleri hızlandırır.

Kayıpsız Sıkıştırma Türleri

Çeşitli türleri vardır kayıpsız sıkıştırma herhangi bir bilgiyi kaybetmeden verileri sıkıştırmanıza izin veren teknikler. En yaygın kayıpsız sıkıştırma türleri şunlardır: ZIP, gzip ve LZW. Bu üçünün, diğer çeşitli türlerle birlikte, hepsinin kendi yararları ve sakıncaları vardır.

Bu makalede, farklı kayıpsız sıkıştırma yöntemlerini ve bunların nasıl kullanılacağını tartışacağız:

• Posta
• gzip
• LZW

Uzunluk Kodlamasını Çalıştır

Çalışma Uzunluğu Kodlaması (RLE) herhangi bir veri kaybetmeden bir dosyanın boyutunu küçültmek için kullanılan bir veri sıkıştırma algoritmasıdır. Verileri analiz ederek, ardışık karakterleri arayarak ve ardından bunları daha küçük, daha yoğun bir biçime sıkıştırarak çalışır. Bu, dosyaların saklanmasını ve aktarılmasını kolaylaştırır. Sıkıştırmayı açma işlemi sırasında, orijinal veriler tamamen yeniden oluşturulabilir.

Çalıştırma Uzunluğu Kodlaması, aşağıdakiler gibi malzemelerdeki bilgi fazlalığını etkili bir şekilde azalttığından, dijital görüntüleri sıkıştırmak için yaygın olarak kullanılır: tekrarlayan desenler, koşular piksel veya tek bir renkle doldurulmuş geniş alanlar. Metin belgeleri de RLE sıkıştırması için uygun adaylardır çünkü bunlar genellikle tekrar eden sözcükleri ve tümcecikleri içerir.

Çalışma Uzunluğu Kodlaması, ses dosyalarındaki birçok sıralı örneğin özdeş değerler boyut olarak küçültmek ama dekompresyondan sonra orijinal kalitelerini korumak için. Bu, dosya boyutunda önemli azalmalara yol açabilir - tipik olarak % 50 veya daha fazla – ses kalitesi ve performans açısından çok az kayıpla.

RLE kodlaması kullanılırken, ses veya görüntü dosyalarıyla ilgili dosya boyutlarını düşürme olasılığı yüksek olsa da, geleneksel şekilde üretildikleri için fazla fazlalığa sahip olmayan metin dosyası türleri için aslında yararlı olmayabileceğini unutmamak önemlidir. . Bu nedenle, bu tür bir sıkıştırma teknolojisinin ihtiyaçlarınıza en uygun olup olmadığına dair nihai bir seçim yapmadan önce farklı türde uygulamalarla bazı deneyler yapmak gerekebilir.

Huffman Kodlama

Huffman Kodlama uyarlanabilir, kayıpsız bir veri sıkıştırma algoritmasıdır. Bu algoritma, verimli bir önek kodu oluşturmak için bir dosyada oluşma sıklıklarıyla birlikte bir dizi veri simgesi veya karakter kullanır. Bu kod, daha sık karakterleri temsil eden daha kısa kod sözcüklerinden ve daha nadir karakterleri temsil eden daha uzun kod sözcüklerinden oluşur. Huffman Coding, bu kodları kullanarak veri bütünlüğü üzerinde çok az etki yaparak dosya boyutunu azaltabilir.

Huffman Kodlama iki adımda çalışır: bir dizi benzersiz sembol kodu oluşturmak ve bunu veri akışını sıkıştırmak için kullanmak. Sembol kodları genellikle muhtelif dosyanın karakter dağılımından ve ilgili frekansların incelenmesiyle elde edilen bilgilerden oluşturulur. içinde farklı karakterler oluşur. Genel olarak, Huffman Coding, sahip semboller içeren veri akışlarında kullanıldığında diğer kayıpsız sıkıştırma algoritmalarından daha verimli çalışır. eşit olmayan oluşum olasılıkları – örneğin, içinde bazı harflerin ("e" gibi) diğerlerinden daha sık meydana gelir ("z" gibi).

Aritmetik Kodlama

Kullanılabilecek bir tür kayıpsız sıkıştırmaya denir. Aritmetik Kodlama. Bu yöntem, bir veri akışının yer kaplayan, ancak hiçbir gerçek bilgi iletmeyen yedek parçalara sahip olabileceği gerçeğinden yararlanır. Orijinal bilgi içeriğini korurken bu gereksiz parçaları kaldırarak verileri sıkıştırır.

Aritmetik Kodlamanın nasıl çalıştığını anlamak için metin tabanlı bir örneği ele alalım. Veri akışımızda dört karakter olduğunu varsayalım - A, B, C, ve D. Veriler sıkıştırılmadan bırakılırsa, her karakter akışın tamamında toplam 32 bit olmak üzere sekiz bit alır. Ancak Aritmetik Kodlama ile, aşağıdaki gibi tekrar eden değerler A ve B her biri sekizden az bit ile temsil edilebilir.

Bu örnekte, her karakteri temsil etmek için dört bitlik bloklar kullanacağız, bu da dört karakterin hepsinin tek bir 16 bitlik blokta toplanabileceği anlamına gelir. Kodlayıcı, veri akışına bakar ve diğer uçta açıldıklarında maksimum doğruluk sağlarken yerden tasarruf etmek için birbirini izleyen dizilerde görünme olasılıklarına dayalı olarak her karaktere olasılıklar atar. Bu nedenle, sıkıştırma sırasında yalnızca daha yüksek olasılıklara sahip karakterler daha az bit alırken, daha düşük frekanslara sahip olanlar veya daha az görünen karakterler, karakter bloğu başına daha fazla bit gerektirecek, ancak tüm veri akışı boyunca birkaç bayt kaydetmeden önceki gibi, yine de tek bir 16 bitlik blok içinde paket halinde kalacaktır. sıkıştırılmamış sürümü ile karşılaştırıldığında.

Kayıpsız Sıkıştırma Nasıl Kullanılır

Kayıpsız sıkıştırma herhangi bir bilgi kaybı olmadan verileri kodlamanın ve sıkıştırmanın bir yoludur. Bu sıkıştırma yöntemi, dijital görüntülerin, ses ve video dosyalarının boyutunu küçültmek için kullanılır. Kayıpsız sıkıştırma, verilerin orijinal boyutundan çok daha küçük bir oranda saklanmasını sağlayarak çok daha küçük bir dosyayla sonuçlanır.

Öyleyse ayrıntılara girelim ve keşfedelim kayıpsız sıkıştırma nasıl kullanılır:

Dosya Biçimleri

Kayıpsız sıkıştırma orijinal dosyada bulunan verilerden hiçbirinden ödün vermeden dosya boyutunu küçülten bir veri sıkıştırma türüdür. Bu, onu dijital fotoğraflar, ses dosyaları ve video klipler gibi büyük dosyaları sıkıştırmak için ideal bir yöntem haline getirir. Bu tür bir sıkıştırmayı kullanmak için, kayıpsız sıkıştırıcılar tarafından desteklenen dosya türlerini ve en iyi sonuçlar için bunların nasıl düzgün bir şekilde ayarlanacağını anlamanız gerekir.

Bir dosyayı kayıpsız amaçlarla sıkıştırırken, dosya biçimleri için birkaç seçeneğiniz vardır. Büyük olasılıkla, arasında seçim yapacaksınız JPEG'ler ve PNG'ler çünkü ikisi de iyi dosya boyutlarıyla mükemmel sonuçlar veriyor. gibi biçimleri de kullanabilirsiniz. GIF veya TIFF yazılımınız bunları destekliyorsa. Özellikle ses veya video için tasarlanmış bazı özel sıkıştırılmış biçimler de vardır. Bunlar şunları içerir: FLAC (kayıpsız ses), AVI (kayıpsız video) ve QuickTime'ın Apple Lossless formatı (ALAC).

Bu biçimlerin sıkıştırılmamış muadillerinden daha iyi sıkıştırma sağlasa da, bazı uygulama ve yazılım programlarında sınırlı destekleri nedeniyle bunlarla çalışmanın daha zor olabileceğini unutmamak önemlidir. Kurulumunuza bağlı olarak, sıkıştırılmamış biçimler daha fazla disk alanı kaplasa bile uzun vadede daha basit olabilir.

Sıkıştırma Araçları

Orijinal verilerin bütünlüğünü korurken veri dosyalarının boyutunu azaltmak için tasarlanmış çeşitli sıkıştırma araçları mevcuttur. Bu araçlar, gereksiz verileri tanımlamak ve herhangi bir bilgi kaybetmeden dosyadan atmak için algoritmalar kullanır.

Kayıpsız sıkıştırma, özellikle grafik görüntüler veya ses ve video kayıtları için kullanışlıdır. gibi araçlar ZIP, RAR, Stuffit X, GZIP ve ARJ PDF'ler ve sıkıştırılmış yürütülebilir dosyalar (EXE) dahil olmak üzere çeşitli dosya türleri için çeşitli kayıpsız sıkıştırma düzeylerini destekler. Örneğin, bir görüntüyü şu biçimlerden biriyle sıkıştırırsanız, maksimum boyut küçültme ayarı, herhangi bir ayrıntı veya renk bilgisi kaybetmeden o resmi açıp görüntüleyebilirsiniz.

Kullanılan algoritma, elde edilebilecek dosya boyutunu ve bir dosyayı işlemek ve sıkıştırmak için gereken süreyi etkileyecektir. Bu, seçtiğiniz aracın ne kadar gelişmiş olduğuna bağlı olarak dakikalardan birkaç saate kadar değişebilir. gibi popüler sıkıştırma araçları 7-zip (LZMA2) daha yüksek sıkıştırma seviyeleri sunar ancak daha uzun işlem süreleri gerektirir. gibi yüksek düzeyde optimize edilmiş programlar SQ=z (KABAK) gibi daha popüler uygulamalara kıyasla şimşek hızında ek baytları sıkıştırabilen düşük seviyeli rutinlerdir. WinZip or WinRAR ancak teknik karmaşıklıkları, amatör PC kullanıcıları tarafından nadiren kullanıldıkları anlamına gelir.

görüntü Sıkıştırma

Görüntü sıkıştırma dijital bir görüntüyü temsil etmek için gereken veri miktarını azaltmanın bir yoludur. Bu, iki yaklaşımdan biri veya her ikisi tarafından yapılır: önemsiz görüntü verilerini kaldırarak veya azaltarak, kayıpsız sıkıştırma; veya dikkatli veri eleme yöntemiyle kayıplı sıkıştırma.

İle kayıpsız sıkıştırma, görüntü tam olarak sıkıştırılmadan önce olduğu gibi görünür ve depolama için daha az bellek kullanır. Birlikte kayıplı sıkıştırma teknikte, dosya kaydedildiğinde ve yeniden sıkıştırıldığında bazı veriler kaybolur, ancak doğru şekilde yapıldığında, sıkıştırılmamış orijinal dosyada görünür bir bozulma görülmemelidir.

Kayıpsız sıkıştırma teknikleri, dijital fotoğrafçılıkta ve grafik tasarım iş akışlarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Kayıpsız teknikler, dosyaların, JPEG görüntüleri gibi diğer yöntemlerle sıkıştırıldıklarından çok daha küçük boyutlara sıkıştırılmasına izin verir. kayıplı sıkıştırma kalite veya ayrıntı kaybı pahasına daha küçük bir dosya boyutu elde ettiğiniz yer.

Kayıpsız görüntü formatları şunları içerir:

• Havai fişek PNG'leri (ortf)
• GIFler (gif)
• ve en sık kullanılan biçim TIFF (tıf).

Photoshop gibi görüntü işleme yazılımı uygulamaları, farklı türde görüntüleri açabilir ve ek yazılım indirmeye gerek kalmadan dosyaların biçimler arasında dönüştürülme sıklığı olan "Farklı Kaydet" gibi özellikleri kullanarak bunları bu biçimlerden birine dönüştürebilir.

gibi bazı alternatif resim formatları JPEG 2000 (jp2) de bu tür sıkıştırma tekniğini kullanır, ancak verimli kodlama şemaları nedeniyle hala küçük bir dosya boyutuna sahipken JPEG'lere kıyasla doğrudan bilgileri daha doğru bir şekilde depolayabildikleri için ek bir fayda sağlarlar.

Sonuç

Kayıpsız sıkıştırma dosya boyutlarını küçültmenize ve depolama alanından tasarruf etmenize yardımcı olurken aynı zamanda süreçte herhangi bir veri kaybetmemenizi sağlayan güçlü bir araçtır. Dosyaları içerdikleri hiçbir bilgiyi kaybetmeden sıkıştırmanıza olanak tanır. saklaması, erişmesi ve paylaşması daha kolay.

Sonuç olarak, kayıpsız sıkıştırma modern veri depolama ve yönetimi için önemli bir araçtır.

Kayıpsız Sıkıştırmanın Özeti

Kayıpsız sıkıştırma içinde yer alan verilerden hiçbir ödün vermeden dosya boyutlarını küçülten bir tür veri sıkıştırma tekniğidir. Belgeler, elektronik tablolar gibi metin tabanlı dosyaların yanı sıra görüntü ve ses dosyalarını sıkıştırmak için idealdir.

Kayıpsız sıkıştırmanın ana faydası, dosya kalitesinden ödün vermeden bir dosyanın boyutunu küçültmenizi sağlar. Bu, aynı dosyanın birden çok kez sıkıştırılabileceği anlamına gelir, bu da büyük dosyaları hızlı ve kolay bir şekilde depolamayı ve aktarmayı kolaylaştırır. Ayrıca, gereksiz verileri bir dosyadan kaldırarak ve yalnızca temel bilgi öğelerini depolayarak daha verimli depolama kullanımına olanak tanır.

Genel olarak, iki tür kayıpsız sıkıştırma algoritması vardır – sözlük tabanlı algoritmalar Deflate/GZip veya Lempel-Ziv gibi (dosyaları dizinlenmiş bir listeye sıkıştırır) veya fazlalık giderme yöntemleri aritmetik kodlama veya çalışma uzunluğu kodlaması gibi (yinelenen kalıpları kodlayarak fazlalığı ortadan kaldırır). Medya ve uygulama türleri söz konusu olduğunda her türün kendine özgü amaçları vardır.

Görüntüler için, özellikle kayıpsız görüntü formatları gibi PNG gibi diğer kayıplı biçimlere göre tercih edilir. JPEG görüntü ayrıntılarını JPEG'den daha iyi korurken, resim kalitesinde önemli bir bozulma olmadan veya orijinal kaynak verilerinin kodunu çözmede veya almada zorluk çekmeden makul bir sıkıştırma düzeyi sunmaya devam ettikleri için. Benzer şekilde, dijital ses sıkıştırılmamış dalga biçimi dosyaları ile daha iyisini yapma eğiliminde vektör niceleme teknikleri saf bit hızı azaltma teknikleri yerine.

Sonuç olarak, kayıpsız sıkıştırma, kaliteden ödün vermeden büyük dosya boyutlarını küçültmenin etkili bir yoludur; bu, depolama alanından ve maliyetten tasarruf ederken değerli verileri korumak için harika alternatifler haline getirir. Farklı algoritmalar, farklı medya türlerine diğerlerinden daha etkili bir şekilde uyduğu için, hem gizliliğin korunması hem de alan verimliliği için hangi formatın ihtiyaçlarınıza en uygun olduğunu araştırmak her zaman en iyisidir - doğru seçim tüm farkı yaratabilir!

Kayıpsız Sıkıştırmanın Faydaları

Kayıpsız sıkıştırma kaliteden ödün vermeden dosyaların yerden tasarruf etmesini sağlayan bir veri kodlama ve kod çözme işlemidir. Depolama maliyeti sürekli olarak düşüyor olsa da, yüksek kaliteli dijital içeriği korumak pahalı ve zaman alıcı olabilir. Kayıpsız sıkıştırma algoritmaları, farklı sistemler arasında depolama, ağ optimizasyonu ve dosya aktarımını kolaylaştırır. Ek olarak, optimize edilmiş veri aktarım hızları, G/Ç işlemleriyle ilişkili operasyonel maliyetleri azaltabilir ve bilimsel veya tıbbi veri analizi departmanlarının sonuçlarını daha hızlı doğrulamasına yardımcı olabilir.

Kayıpsız sıkıştırma teknikleri kullanmanın avantajları şunları içerir:

• Herhangi bir bozulma veya kalite düşüşüne yol açmadan dosya boyutunu küçültme
• Web üzerinden aktarılan veri miktarını azaltarak iyileştirilmiş sayfa yükleme hızları
• Çevrimiçi sunuculardaki içeriğe erişmek için iletişim maliyetlerini azaltan açık kaynaklı uygulamalara yönelik ağ geçitleri
• Dijital içeriğin uzun süreli korunması için artırılmış arşivleme yetenekleri
• Minimum bant genişliği kaynaklarıyla potansiyel olarak büyük kitlelere hitap ederek sanal enstrümantasyon ve İnternet akışlı medya hizmetleri için yollar açıldı.

Merhaba, ben Kim, bir anne ve medya oluşturma ve web geliştirme geçmişi olan bir stop-motion meraklısıyım. Çizime ve animasyona büyük bir tutkum var ve şimdi stop-motion dünyasına kafa kafaya dalıyorum. Blogumla öğrendiklerimi sizlerle paylaşıyorum.