Zudumradošā saspiešana

Zudumradošā saspiešana^[1] ir datu saspiešanas algoritmu klase, kura ļauj attēlā samazināt katra pikseļa veidošanai izmantojamo bitu skaitu, bet kuras izmantošana ir saistīta ar informācijas zudumiem. Zudumradošās saspiešanas metodes izmanto, lai samazinātu datu lielumu glabāšanas, apstrādes un pārsūtīšanas vajadzībām. Piemērs ar kaķa attēla dažādajām versijām labajā pusē parāda, kā augstāka saspiešanas pakāpe rada graudaināku attēlu, jo, noņemot informāciju, tas vairs nav tik detalizēts. Pretēja metode ir bezzudumu saspiešana, kuras laikā dati netiek izmainīti. Datus var saspiest daudz lielākā apjomā, izmantojot zudumradošo saspiešanu, nekā ar bezzudumu saspiešanas metodēm.

Zema saspiešanas pakāpe (augsta kvalitāte) JPEG

Augsta saspiešanas pakāpe (zema kvalitāte) JPEG

Labi izstrādātas zudumradošās saspiešanas tehnoloģijas var ievērojami samazināt failu izmērus, gala lietotājam nemaz nepamanot faila kvalitātes samazināšanos. Pat ja lietotājs spēj pamanīt izmaiņas, šāda datu samazināšana var būt vēlama, piemēram, saziņai reāllaikā, lai samazinātu pārraides laiku vai krātuves apjomu. Visplašāk izmantotais bezzudumu saspiešanas algoritms ir diskrētā kosinusa transformācija (DCT).

Zudumradošo saspiešanu visbiežāk izmanto, lai saspiestu multivides datus (audio, video un attēlus), īpaši tādās lietojumprogrammās kā straumēšana un interneta telefonija. Turpretī bezzudumu saspiešana parasti nepieciešama teksta un datu failiem, piemēram, banku reģistriem.

Veidi

Ir iespējams saspiest dažādu veidu digitālos datus tā, lai samazinātu faila lielumu glabāšanai vai joslas platumu datu pārsūtīšanai, nezaudējot sākotnējā failā esošo informāciju. Piemēram, attēlu var pārveidot par digitālu failu, norādot to kā punktu masīvu un konkretizējot katra punkta krāsu un spilgtumu. Ja attēlā ir vienas krāsas laukums, to var saspiest bez zaudējumiem, norādot "200 sarkani punkti", nevis "sarkans punkts, sarkans punkts ... (vēl 197 reizes) ..., sarkans punkts".

Salīdzinājums

Zudumradošo saspiešanas metožu priekšrocība salīdzinājumā ar bezzuduma saspiešanas metodēm ir tā, ka dažos gadījumos ar šo metodi var saspiest daudz mazāku failu, vienlaikus atbilstot lietojumprogrammas prasībām. Skaņas, attēlu vai video saspiešanai visbiežāk izmanto zudumradošās metodes, jo šāda veida dati ir paredzēti cilvēku interpretācijai, kur prāts var viegli aizpildīt tukšās vietas vai neuztvert ļoti nelielas kļūdas vai neatbilstības – ideālā gadījumā zudumradošā saspiešana ir caurspīdīga (nemanāma), ko var pārbaudīt ar ABX testu. Datu faili, kas saspiesti ar zudumradošo saspiešanas metodi, ir mazāka izmēra, tāpēc to uzglabāšana un pārsūtīšana internetā izmaksā mazāk, kas ir būtisks apsvērums tādam video straumēšanas pakalpojuma sniedzējam kā Netflix un audio straumēšanas pakalpojuma sniedzējam kā Spotify.

Saspiešanas pakāpe

Videokodeku saspiešanas pakāpe (tas ir, saspiesta faila lielums salīdzinājumā ar nesaspiestu failu) gandrīz vienmēr būs daudz augstāka nekā līdzvērtīgiem audio failiem un nekustīgiem attēliem.

Video var saspiest diezgan pamatīgi (piemēram, 100:1) ar nelielu manāmu kvalitātes zudumu.
Audio bieži var saspiest 10:1 ar gandrīz nemanāmu kvalitātes zudumu.
Nekustīgi attēli bieži tiek saspiesti attiecībā 10:1, tāpat kā audio faili, bet kvalitātes zudumi ir vairāk pamanāmi, it īpaši rūpīgāk pārbaudot.

Metodes

Grafika

Attēls

Diskrētā kosinusa transformācija (DCT)
- JPEG ^[2]
- WebP (augsta blīvuma RGB un RGBA attēlu bezzudumu vai zudumradoša saspiešana)
- Augstas efektivitātes attēla formāts (HEIF)
- BPG (bezzudumu vai zudumradoša saspiešana)
- JPEG XR, JPEG pēctecis (bezzuduma vai zudumradoša saspiešana)
Wavelet saspiešana
- JPEG 2000, JPEG pēctecis (bezzuduma vai bezzuduma saspiešana)
- DjVu
- ICER, ko izmanto Marsa izpētes pašgājējs
- PGF (bezzuduma vai zudumradoša saspiešana)

Video

Diskrētā kosinusa transformācija (DCT)
- H.261 ^[2]
- Motion JPEG
- MPEG-1 Part 2 ^[3]
- MPEG-2 Part 2 (H.262)
- MPEG-4 Part 2 (H.263)
- Ogg Theora
- VC-1
Wavelet saspiešana
- Motion JPEG 2000
- Dirac

Atsauces

↑ «Latvijas Nacionālais terminoloģijas portāls». Latvijas Nacionālais terminoloģijas portāls (latviešu). Skatīts: 2020-12-18.
↑ ^2,0 ^2,1 Stanković, Radomir S.; Astola, Jaakko T. (2012). "Reminiscences of the Early Work in DCT: Interview with K.R. Rao". Reprints from the Early Days of Information Sciences 60.
↑ K. R. Rao and J. J. Hwang, Techniques and Standards for Image, Video, and Audio Coding, Prentice Hall, 1996; JPEG: Chapter 8; H.261: Chapter 9; MPEG-1: Chapter 10; MPEG-2: Chapter 11.

Ārējās saites

Vikikrātuvē par šo tēmu ir pieejami multivides faili. Skatīt: Zudumradošā saspiešana.

Encyclopædia Britannica raksts (angliski)

[1] «Latvijas Nacionālais terminoloģijas portāls». Latvijas Nacionālais terminoloģijas portāls (latviešu). Skatīts: 2020-12-18.

[Stankovic-2] 2,0 ^2,1 Stanković, Radomir S.; Astola, Jaakko T. (2012). "Reminiscences of the Early Work in DCT: Interview with K.R. Rao". Reprints from the Early Days of Information Sciences 60.

[Rao-3] K. R. Rao and J. J. Hwang, Techniques and Standards for Image, Video, and Audio Coding, Prentice Hall, 1996; JPEG: Chapter 8; H.261: Chapter 9; MPEG-1: Chapter 10; MPEG-2: Chapter 11.

[1]

[2]

[3]