Verlustbehaftete Komprimierung
Verlustbehaftete Komprimierung ist eine Methode, die von Bild-, Video-, Audio- und anderen Medienformaten verwendet wird, um die Größe einer bestimmten Datei zu reduzieren. Dies geschieht, indem Daten verworfen werden, die wahrscheinlich unbemerkt bleiben würden, um den Dateiinhalt zu vereinfachen, was eine effizientere Kodierung ermöglicht und somit die Größe der endgültig gespeicherten Datei reduziert.
Das Gegenteil der verlustbehafteten Komprimierung ist natürlich die verlustfreie Komprimierung, bei der Dateidaten mit Methoden komprimiert werden, die keinen Detailverlust zur Folge haben. Wir gehen hinein verlustfreie Komprimierung hier.
Warum sollte Ihnen die Dateigröße wichtig sein, fragen Sie sich jetzt. Kleinere Dateien bedeuten, dass weniger Speicherplatz zum Speichern der Datei benötigt wird und dass weniger Bandbreite erforderlich ist, wenn Sie die Datei hochladen oder per E-Mail versenden müssen.
Verlustbehaftete Bildkomprimierung
Ein Beispiel für eine verlustbehaftete Dateikomprimierung ist das bekannte Bildformat JPEG. Wenn ein Bild in diesem Format gespeichert wird, werden ähnliche Teile des Bildes identifiziert und so gespeichert, dass sie nicht dupliziert werden, wodurch viel Platz gespart wird. Bei jedem Farbfotobild können erhebliche Einsparungen erzielt werden, da es viele tausend Farben gibt, von denen viele sehr ähnlich sind, und einige dieser ähnlichen Farben verworfen werden können.
Um zu vergleichen, wie stark eine Bilddatei mit diesem Verfahren komprimiert werden kann, können wir uns ein Foto ansehen, das mit einer durchschnittlichen 12-Megapixel-Kamera aufgenommen wurde und deren Pixelauflösung etwa 4080 x 3072 beträgt. Gespeichert als JPEG hat diese Datei eine Größe von etwa 2 MB. Wenn diese Datei in einem rohen, unkomprimierten 24-Bit-Format RGB gespeichert würde, würde die Dateigröße etwa 36 MB betragen.
Hier haben wir ein Bild, das mit verschiedenen Komprimierungseinstellungen gespeichert wurde. Das erste Bild wird mit der Standardeinstellung gespeichert, die die Qualität maximiert, das zweite Bild mit 50 % und das endgültige Bild mit 90 %, was zu der kleinsten Dateigröße führt. Erkennst du den Unterschied? Bei einigen Fotos kann es schwierig sein, die Qualitätsminderung zu erkennen, was ein Beweis dafür ist, wie gut der Komprimierungsalgorithmus wirklich ist.
Eine Regenkette mit niedriger Kompressionseinstellung (517 KB)
Dasselbe Bild mit einer Komprimierungseinstellung von 50 % (140 KB)
Das gleiche Bild mit einer Komprimierungseinstellung von 90 % (46 KB)
Während das Komprimieren von Fotos mit der Komprimierungsmethode JPEG zu hervorragenden Ergebnissen führt, erhalten Sie bei anderen Bildtypen möglicherweise nicht die gleichen Ergebnisse. Insbesondere Bilder mit scharfen Kanten oder kontrastierenden Farben in unmittelbarer Nähe sehen tendenziell schlechter aus. Beispiele für diese Bilder, wie Firmenlogos und Videospielgrafiken, gehören zu den Bildtypen, die mit verlustbehafteten Komprimierungsmethoden wie JPEG nicht gut funktionieren.
Hier haben wir ein Stück Videospiel-Pixelkunst; Das Originalbild auf der linken Seite wird als PNG gespeichert, das eine verlustfreie Komprimierung nutzt. Das zweite Bild wird als JPEG mit einer Komprimierungseinstellung von 50 % gespeichert, während das Bild rechts mit einer Komprimierungseinstellung von 90 % gespeichert wird. Wir sehen nicht nur, dass die scharfen und kontrastierenden Farben verschwimmen/verschmelzen, was zu einer sichtbar schlechteren Darstellung des Originalbilds führt, sondern die Dateigrößen sind bei den JPEG-Versionen tatsächlich viel größer als beim Originalbild PNG. Dies verdeutlicht, wie wichtig es ist, das richtige Dateiformat für den von Ihnen erstellten Bildtyp auszuwählen. Auf verlustbehafteter Komprimierung basierende Formate wie JPEG sind nicht für alle Bilder geeignet.
Einige Videospielgrafiken im Originalformat PNG (12 KB)
Die gleiche Spielgrafik mit einer Komprimierungseinstellung von 50 % (55 KB)
Die gleiche Spielgrafik mit einer Komprimierungseinstellung von 90 % (23 KB)
Verlustbehaftete Audiokomprimierung
Bei Audiodateien ist die verlustbehaftete Komprimierung die gebräuchlichste Methode Psychoakustik, bei dem in der Sounddatei enthaltene Audiodaten analysiert und bestimmte Geräusche entfernt werden, die für das menschliche Ohr nicht hörbar wären. Dies kann zu erheblichen Einsparungen bei der Dateigröße führen, ohne dass der Hörer einen Qualitätsverlust bemerkt.
Ein Beispiel für die möglichen Einsparungen ist die Speicherung von Audiodaten auf einer Compact Disc (CD). Eine typische CD kann 80 Minuten Audiodaten speichern, was etwa 700 MB Daten entspricht. Um das beste Hörerlebnis zu gewährleisten, werden diese Audiodaten in einem hochwertigen, unkomprimierten Format gespeichert.
Wenn Sie diese 80 Minuten Audio in eine mittlere Qualität (128 kbps) umgewandelt haben MP3 Datei, die resultierende Datei wäre etwa 74 MB groß.
Verlustbehaftete Videokomprimierung
Komprimierungstechniken, die in Filmdateiformaten wie MPEG verwendet werden, führen die zuvor für JPEG-Dateien beschriebene verlustbehaftete Bildkomprimierung in den logischen nächsten Schritt, der darin besteht, nicht nur doppelte Elemente jedes Bildes, sondern auch wiederholte Sequenzen zwischen den einzelnen Bildern der Dateien zu entfernen Film. Wenn diese Komprimierungsstufe mit einer angemessenen Komprimierungseinstellung durchgeführt wird, entsteht eine Videodatei ohne merklichen Detailverlust. Neben der Bildkomprimierung wird auch der Ton in einer typischen MPEG-Videodatei mithilfe der MP3-Komprimierung komprimiert, wodurch das MPEG-Format optimal zum Speichern von Videodateien geeignet ist.
Weitere Informationen zur verlustbehafteten Komprimierung finden Sie unter Dieser Artikel was detaillierter ist, als wir hier behandelt haben.
