Compresie cu pierderi

Compresia cu pierderi este o metodă utilizată de imagine, video, audio și alte formate media ca mijloc de a reduce dimensiunea unui anumit fișier. Face acest lucru prin eliminarea datelor care ar trece probabil neobservate pentru a simplifica conținutul fișierului, ceea ce permite o codificare mai eficientă și, astfel, reduce dimensiunea fișierului salvat final.

Opusul compresiei cu pierderi este, desigur, compresia fără pierderi, în care datele fișierelor sunt comprimate folosind metode care nu vor duce la nicio pierdere de detalii. Intrăm în compresie fără pierderi aici.

De ce ți-ar păsa de dimensiunea fișierului pe care o spui aici. Dimensiunile mai mici ale fișierelor înseamnă că este nevoie de mai puțin spațiu de stocare pentru a stoca fișierul și este nevoie de mai puțină lățime de bandă dacă trebuie să încărcați sau să trimiteți fișierul prin e-mail.

Compresia imaginii cu pierderi

Un exemplu de comprimare a fișierelor cu pierderi este binecunoscutul format de imagine JPEG. Când o imagine este salvată în acest format, părți similare ale imaginii sunt identificate și stocate într-un mod care să nu le dubleze, economisind cantități mari de spațiu în proces. Se pot face economii considerabile în cadrul oricărei imagini fotografice color, deoarece există multe mii de culori, dintre care multe sunt foarte asemănătoare, iar unele dintre aceste culori similare pot fi aruncate.

Pentru a compara cât de mult poate fi comprimat un fișier imagine folosind acest proces, putem inspecta o fotografie făcută cu o cameră medie de 12 megapixeli a cărei rezoluție a pixelilor este de aproximativ 4080x3072. Salvat ca JPEG, acest fișier are aproximativ 2 MB. Dacă acest fișier ar fi salvat într-un format brut, necomprimat, pe 24 de biți RGB, dimensiunea fișierului ar fi de aproximativ 36 MB.

Aici avem o imagine salvată la diferite setări de compresie. Prima imagine este salvată la setarea implicită care maximizează calitatea, a doua imagine la 50% și imaginea finală la 90%, rezultând cea mai mică dimensiune a fișierului. Poți observa diferența? Cu unele imagini foto, poate fi greu de observat reducerea calității, ceea ce este o dovadă a cât de bun este algoritmul de compresie cu adevărat.

Un lanț de ploaie cu o setare scăzută de compresie (517Kb)

Aceeași imagine cu o setare de compresie de 50% (140Kb)

Aceeași imagine cu o setare de compresie de 90% (46Kb)

Deși comprimarea fotografiilor folosind metoda de compresie JPEG duce la rezultate excelente, este posibil să nu obțineți aceleași rezultate pentru alte tipuri de imagini. În special, imaginile care conțin margini clare sau culori contrastante în imediata apropiere tind să arate mai rău. Exemple de aceste imagini, cum ar fi siglele companiei și arta jocurilor video, sunt unele dintre tipurile de imagini care nu funcționează bine cu metodele de compresie cu pierderi precum JPEG.

Aici avem o piesă de pixel art pentru jocuri video; imaginea originală din stânga este salvată ca PNG, care utilizează compresie fără pierderi. A doua imagine este salvată ca JPEG folosind o setare de compresie de 50%, cu imaginea din dreapta folosind o setare de compresie de 90%. Nu numai că vedem estompare/sângerare împreună a culorilor clare și contrastante, ceea ce duce la o reprezentare vizibil mai slabă a imaginii originale, dar dimensiunile fișierelor sunt de fapt mult mai mari pentru versiunile JPEG decât imaginea originală PNG. Aceasta ilustrează importanța alegerii formatului de fișier corect pentru tipul de imagine pe care o creați. Formatele bazate pe compresie cu pierderi, cum ar fi JPEG, nu sunt potrivite pentru toate imaginile.

Câteva lucrări de artă a jocurilor video în formatul său original PNG (12Kb)

Aceeași artă de joc cu o setare de compresie de 50% (55Kb)

Aceeași artă de joc cu o setare de compresie de 90% (23Kb)

Compresie audio cu pierderi

Cu fișierele audio, cea mai comună metodă de compresie cu pierderi este Psihoacustică, în care audio conținut în fișierul de sunet este analizat și anumite sunete care nu ar fi audibile de urechea umană sunt eliminate. Acest lucru poate produce economii substanțiale în dimensiunea fișierelor fără ca ascultătorul să observe vreo pierdere a calității.

Un exemplu de tipuri de economii care trebuie făcute poate fi văzut cu sunetul stocat pe un disc compact (CD). Un CD obișnuit poate stoca 80 de minute de audio, ceea ce reprezintă aproximativ 700 Mb de date. Pentru a asigura cea mai bună experiență de ascultare, acest sunet este stocat într-un format de înaltă calitate, necomprimat.

Dacă ați convertit acele 80 de minute de sunet într-o calitate medie (128 kbps )MP3 fișier, fișierul rezultat ar fi de aproximativ 74 Mb.

Compresie video cu pierderi

Tehnicile de compresie utilizate în formatele de fișiere de film, cum ar fi MPEG, duc compresia cu pierderi a imaginii descrisă anterior pentru fișierele JPEG la pasul logic următor, care nu este doar să elimine elementele duplicate ale fiecărui cadru, ci și să elimine secvențele repetate dintre cadrele individuale ale cadrului. film. Acest nivel de compresie, dacă este realizat la o setare rezonabilă de compresie, are ca rezultat un fișier video fără pierderi vizibile în detaliu. Împreună cu compresia imaginii, sunetul dintr-un fișier video MPEG tipic este comprimat folosind compresia MP3, făcând formatul MPEG optim pentru stocarea fișierelor video.

Pentru mai multe informații despre compresia cu pierderi, consultați Acest articol care intră în mai multe detalii decât am tratat aici.