Lossy kompression

Tabskomprimering er en metode, der bruges af billed-, video-, lyd- og andre medieformater som et middel til at reducere størrelsen af ​​en bestemt fil. Det gør det ved at kassere data, der sandsynligvis ville forblive ubemærket, for at forenkle filindholdet, hvilket muliggør mere effektiv kodning og dermed reducerer størrelsen af ​​den endelige gemte fil.

Det modsatte af komprimering med tab er naturligvis tabsfri komprimering, hvor fildata komprimeres ved hjælp af metoder, der ikke vil resultere i noget tab af detaljer. Vi går ind ikke-tabsgivende kompression her.

Hvorfor ville du bekymre dig om filstørrelsen, siger du her. Mindre filstørrelser betyder mindre lagerplads er nødvendig for at gemme filen, og mindre båndbredde er nødvendig, hvis du skal uploade eller e-maile filen.

Tabsyet billedkomprimering

Et eksempel på tabsgivende filkomprimering er det velkendte billedformat JPEG. Når et billede gemmes i dette format, identificeres lignende dele af billedet og gemmes på en måde, der ikke dublerer dem, hvilket sparer store mængder plads i processen. Der kan opnås betydelige besparelser inden for ethvert fotografisk farvebillede, da der er mange tusinde farver, hvoraf mange er meget ens, og nogle af disse lignende farver kan kasseres.

For at sammenligne, hvor meget en billedfil kan komprimeres ved hjælp af denne proces, kan vi inspicere et billede taget med et gennemsnitligt 12-megapixel kamera, hvis pixelopløsning er omkring 4080x3072. Gemt som en JPEG, kommer denne fil på omkring 2 MB. Hvis denne fil blev gemt i et råt, ukomprimeret 24-bit RGB format, ville filstørrelsen være omkring 36Mb.

Her har vi et billede gemt ved forskellige komprimeringsindstillinger. Det første billede gemmes med standardindstillingen, der maksimerer kvaliteten, det andet billede ved 50 % og det sidste billede ved 90 %, hvilket resulterer i den mindste filstørrelse. Kan du se forskellen? Med nogle fotobilleder kan det være svært at se reduktionen i kvalitet, hvilket er et vidnesbyrd om, hvor god komprimeringsalgoritmen egentlig er.

En regnkæde med en lav kompressionsindstilling (517Kb)

Det samme billede med en komprimeringsindstilling på 50 % (140Kb)

Det samme billede med en komprimeringsindstilling på 90 % (46Kb)

Selvom komprimering af billeder ved hjælp af JPEG-komprimeringsmetoden fører til fantastiske resultater, får du muligvis ikke de samme resultater for andre typer billeder. Især billeder, der indeholder skarpe kanter eller kontrasterende farver i nærheden, har en tendens til at se værre ud. Eksempler på disse billeder, såsom firmalogoer og videospilkunst, er nogle af de billedtyper, der ikke fungerer godt med tabsgivende komprimeringsmetoder som JPEG.

Her har vi et stykke videospil-pixelkunst; det originale billede til venstre gemmes som en PNG, som bruger tabsfri komprimering. Det andet billede gemmes som et JPEG ved hjælp af en komprimeringsindstilling på 50 %, mens billedet til højre bruger en komprimeringsindstilling på 90 %. Ikke alene ser vi sløring/blødning sammen af ​​de skarpe og kontrasterende farver, hvilket fører til en synligt dårligere repræsentation af det originale billede, men filstørrelserne er faktisk meget større for JPEG versionerne end det originale PNG billede. Dette illustrerer vigtigheden af ​​at vælge det korrekte filformat til den type billede, du opretter. Tabsgivende komprimeringsbaserede formater, såsom JPEG, er ikke egnede til alle billeder.

Noget videospilkunst i dets originale PNG format (12Kb)

Den samme spilkunst med en komprimeringsindstilling på 50 % (55Kb)

Den samme spilkunst med en komprimeringsindstilling på 90 % (23Kb)

Tabslydkomprimering

Med lydfiler er den mest almindelige metode til tabskomprimering Psykoakustik, hvor lyden i lydfilen analyseres, og visse lyde, der ikke ville være hørbare for det menneskelige øre, fjernes. Dette kan give betydelige besparelser i filstørrelser, uden at lytteren bemærker noget kvalitetstab.

Et eksempel på den slags besparelser, der skal foretages, kan ses med lyd gemt på en CD (CD). En typisk cd kan rumme 80 minutters lyd, svarende til omkring 700 Mb data. For at sikre den bedste lytteoplevelse er denne lyd gemt i et ukomprimeret format af høj kvalitet.

Hvis du konverterede de 80 minutters lyd til en mellemkvalitet (128 kbps )MP3 fil, ville den resulterende fil være omkring 74 Mb.

Tabs videokomprimering

Komprimeringsteknikker, der bruges inden for filmfilformater såsom MPEG, tager den tabsgivende billedkomprimering beskrevet tidligere for JPEG-filer til det logiske næste trin, som ikke kun er at fjerne duplikerede elementer af hvert billede, men også at fjerne gentagne sekvenser mellem de individuelle frames i film. Dette komprimeringsniveau, hvis det udføres ved en rimelig komprimeringsindstilling, resulterer i en videofil uden mærkbart tab i detaljer. Sammen med billedkomprimering komprimeres lyd i en typisk MPEG-videofil ved hjælp af MP3-komprimering, hvilket gør MPEG-formatet optimalt til lagring af videofiler.

For mere information om tabsgivende komprimering, se venligst denne artikel som går mere i detaljer, end vi har dækket her.