Häviöinen pakkaus

Häviöinen pakkaus on menetelmä, jota kuva-, video-, ääni- ja muut mediamuodot käyttävät pienentämään tietyn tiedoston kokoa. Se tekee tämän hylkäämällä tiedot, jotka todennäköisesti jäävät huomaamatta tiedoston sisällön yksinkertaistamiseksi, mikä mahdollistaa tehokkaamman koodauksen ja siten pienentää lopullisen tallennetun tiedoston kokoa.

Häviöllisen pakkauksen vastakohta on tietysti häviötön pakkaus, jossa tiedostotiedot pakataan menetelmillä, jotka eivät aiheuta yksityiskohtien menetystä. Menemme sisään häviötön pakkaus tässä.

Miksi välität tiedoston koosta, jonka täällä sanot. Pienemmät tiedostokoot tarkoittavat, että tiedoston tallentamiseen tarvitaan vähemmän tallennustilaa ja vähemmän kaistanleveyttä, jos haluat lähettää tiedoston tai lähettää sen sähköpostitse.

Häviöinen kuvan pakkaus

Esimerkki häviöisestä tiedostopakkauksesta on tunnettu kuvamuoto JPEG. Kun kuva tallennetaan tähän muotoon, kuvan samanlaiset osat tunnistetaan ja tallennetaan tavalla, joka ei kopioi niitä, mikä säästää prosessissa suuria määriä tilaa. Merkittäviä säästöjä voidaan saavuttaa missä tahansa värikuvassa, koska värejä on useita tuhansia, joista monet ovat hyvin samankaltaisia, ja jotkut näistä samankaltaisista väreistä voidaan hylätä.

Vertaaksemme, kuinka paljon kuvatiedostoa voidaan pakata tällä prosessilla, voimme tarkastaa valokuvan, joka on otettu keskimäärin 12 megapikselin kameralla, jonka pikseliresoluutio on noin 4080x3072. JPEG-muodossa tallennettuna tämän tiedoston koko on noin 2 Mt. Jos tämä tiedosto tallennettaisiin raakana, pakkaamattomana 24-bittisessä RGB-muodossa, tiedostokoko olisi noin 36 Mt.

Tässä meillä on eri pakkausasetuksilla tallennettu kuva. Ensimmäinen kuva tallennetaan oletusasetuksella, joka maksimoi laadun, toinen kuva 50 %:lla ja lopullinen kuva 90 %:lla, jolloin tiedostokoko on pienin. Huomaatko eron? Joidenkin valokuvakuvien kohdalla voi olla vaikea havaita laadun heikkenemistä, mikä on osoitus siitä, kuinka hyvä pakkausalgoritmi todella on.

Sadeketju alhaisella pakkausasetuksella (517Kb)

Sama kuva 50 %:n pakkausasetuksella (140 Kb)

Sama kuva 90 %:n pakkausasetuksella (46 kt)

Vaikka valokuvien pakkaaminen JPEG-pakkausmenetelmällä johtaa loistaviin tuloksiin, et välttämättä saa samoja tuloksia muun tyyppisillä kuvilla. Erityisesti kuvat, joissa on teräviä reunoja tai kontrastisia värejä lähellä, näyttävät yleensä huonommilta. Esimerkkejä näistä kuvista, kuten yritysten logot ja videopelit, ovat kuvatyyppejä, jotka eivät toimi hyvin häviöllisillä pakkausmenetelmillä, kuten JPEG.

Tässä meillä on pala videopelien pikselitaidetta; vasemmalla oleva alkuperäinen kuva tallennetaan PNG-muodossa, joka käyttää häviötöntä pakkausta. Toinen kuva tallennetaan nimellä JPEG käyttämällä 50 %:n pakkausasetusta, kun oikealla oleva kuva käyttää 90 %:n pakkausasetusta. Emme ainoastaan ​​näe terävien ja kontrastisten värien hämärtymistä/vuotoa yhdessä, mikä johtaa näkyvästi huonompaan alkuperäisen kuvan esitykseen, vaan tiedostokoot ovat itse asiassa paljon suurempia JPEG-versioissa kuin alkuperäisessä PNG-kuvassa. Tämä osoittaa, kuinka tärkeää on valita oikea tiedostomuoto luotavalle kuvatyypille. Häviölliset pakkauspohjaiset muodot, kuten JPEG, eivät sovellu kaikille kuville.

Joitakin videopelitaidetta alkuperäisessä PNG-muodossa (12 kt)

Sama pelitaide 50 %:n pakkausasetuksella (55Kb)

Sama pelitaide 90 %:n pakkausasetuksella (23Kb)

Häviöinen äänenpakkaus

Äänitiedostojen kanssa yleisin häviöllinen pakkausmenetelmä on Psykoakustiikka, jossa äänitiedoston sisältämä ääni analysoidaan ja tietyt äänet, jotka eivät kuulu ihmiskorvalle, poistetaan. Tämä voi tuottaa merkittäviä säästöjä tiedostokokoissa ilman, että kuuntelija huomaa laadun heikkenemistä.

Esimerkki säästötyypeistä voidaan nähdä CD-levylle (CD) tallennetun äänen kanssa. Tyypilliselle CD-levylle mahtuu 80 minuuttia ääntä, mikä vastaa noin 700 Mt dataa. Parhaan kuuntelukokemuksen takaamiseksi tämä ääni tallennetaan korkealaatuisessa, pakkaamattomassa muodossa.

Jos muutit tuon 80 minuutin äänen keskilaatuiseksi (128 kbps )MP3 tiedosto, tuloksena oleva tiedosto olisi noin 74 Mt.

Häviöllinen videon pakkaus

Elokuvatiedostomuodoissa, kuten MPEG, käytetyt pakkaustekniikat vievät JPEG-tiedostoille aiemmin kuvatun häviöllisen kuvanpakkauksen loogiseen seuraavaan vaiheeseen, joka ei vain poista kunkin kehyksen päällekkäisiä elementtejä, vaan myös poistaa toistuvat sekvenssit yksittäisten kehysten välillä. elokuva. Tämä pakkaustaso, jos se tehdään kohtuullisella pakkausasetuksella, johtaa videotiedostoon ilman havaittavia yksityiskohtien menetystä. Kuvanpakkauksen ohella tyypillisen MPEG-videotiedoston ääni pakataan käyttämällä MP3-pakkausta, mikä tekee MPEG-muodosta optimaalisen videotiedostojen tallentamiseen.

Lisätietoja häviöisestä pakkauksesta on kohdassa Tämä artikkeli joka menee yksityiskohtaisemmin kuin olemme käsitelleet tässä.