Сжатие данных с потерями (англ. lossy data compression) — метод сжатия (компрессии) данных, при использовании которого распакованные данные отличаются от исходных, но степень отличия не существенна с точки зрения их дальнейшего использования. Этот тип компрессии часто применяется для сжатия аудио- и видеоданных, статических изображений, в Интернете (особенно в ) и цифровой телефонии. Альтернативой является сжатие без потерь.
Типы сжатия с потерями
Существуют две основных схемы сжатия с потерями:
- В трансформирующих кодеках фреймы изображений или звука обычно трансформируются в новое базисное пространство и производится (квантование). Трансформация может осуществляться либо для всего фрейма целиком (как, например, в схемах на основе (wavelet)-преобразования), либо поблочно (характерный пример — JPEG). Результат затем сжимается энтропийными методами.
- В предсказывающих кодеках предыдущие и/или последующие (отсчеты данных) используются для того, чтобы предсказать текущий отсчет изображения или звука. Ошибка между предсказанными данными и реальными вместе с добавочной информацией, необходимой для производства предсказания, затем (квантуется) и кодируется.
В некоторых системах эти две техники комбинируются путём использования трансформирующих кодеков для сжатия ошибочных сигналов, сгенерированных на стадии предсказания.
Сжатие с потерями против сжатия без потерь
Преимущество методов сжатия с потерями над методами сжатия без потерь состоит в том, что первые делают возможной большую степень сжатия, продолжая удовлетворять поставленным требованиям, а именно — искажения должны быть в допустимых пределах чувствительности человеческих органов, физических чувств.
Методы сжатия с потерями часто используются для сжатия аналоговых данных — чаще всего звука или изображений.
В таких случаях распакованный файл может очень сильно отличаться от оригинала на уровне сравнения «бит в бит», но практически неотличим для человека «на слух» и «на глаз» в большинстве применений.
Много методов фокусируются на физических особенностях органов чувств человека. (Психоакустическая модель) определяет то, как сильно звук может быть сжат без ухудшения воспринимаемого человеком качества звука. Недостатки, причинённые сжатием с потерями, которые заметны для человеческого уха или глаза, известны как (артефакты сжатия).
Фотографии, записанные в формате JPEG, могут быть приняты судом в качестве доказательств несмотря на то, что изображение сжато с потерями.
Недостатки
При использовании сжатия с потерями необходимо учитывать, что повторное сжатие обычно приводит к деградации качества. Однако, если повторное сжатие выполняется без каких-либо изменений сжимаемых данных, качество не меняется. Так например, сжатие изображения методом JPEG, восстановление его и повторное сжатие с теми же самыми параметрами не приведёт к снижению качества. То же справедливо и для метода JPEG-LS в режиме сжатия с ограниченными потерями. Но в общем случае, когда декодированные данные подвергаются редактированию, несжатый оригинал целесообразно сохранять (или сжимать без потери данных).
Методы сжатия данных с потерями (примеры)
Компрессия изображений
- Снижение (глубины цвета)
- (Фрактальное сжатие)
- Сжатие на основе предсказателей
- (JPEG-LS)
- (ДИКМ)
- Иерархическая сеточная интерполяция
- CALIC
- JPEG
- (Вэйвлетная компрессия)
- (JPEG 2000)
- DjVu
- []
Компрессия видео
- (Motion JPEG)
- (Flash) (поддерживает Motion JPEG)
- (H.261)
- (H.263)
- (H.264)
- (H.265)
- (MNG) (поддерживает Motion JPEG)
- (MPEG-1) Part 2
- MPEG-2 Part 2
- (MPEG-4) Part 2
- Ogg (Theora) (отличается отсутствием патентных ограничений)
- [англ.]
- (VC-1) — открытая спецификация для формата (WMV) (Microsoft)
Компрессия звука
Музыка
- MP3 — Определён спецификацией (MPEG-1)
- Ogg Vorbis (отличается отсутствием патентных ограничений и более высоким качеством)
- AAC, AAC+ — существует в нескольких вариантах, определённых спецификациями MPEG-2 и (MPEG-4), используется, например, в Apple
- — формат, предлагаемый Sony, как альтернатива AAC и AAC+
- (Opus)
- (Musepack)
- (WMA) — собственность Microsoft
- (ADPCM)
- (ATRAC)
- (Dolby AC-3)
- (DTS)
- MPEG-1 Audio Layer II
- VQF
Речь
- (CELP)
- (G.711)
- (G.726)
- [англ.]
- (Speex) (отличается отсутствием патентных ограничений)
- (iLBC) (Кодек со свободными условиями лицензирования)
См. также
- Сжатие без потерь (lossless)
Примечания
- М. В. Гашников, Н. И. Глумов, В. В. Сергеев «Иерархическая компрессия изображений в системах реального времени». Дата обращения: 15 мая 2010. 20 декабря 2012 года.
- оригинала 12 мая 2013 года. Дата обращения: 24 ноября 2012. Архивировано из
- Гришенцев А. Ю. Эффективное сжатие изображений на базе дифференциального анализа от 9 мая 2013 на Wayback Machine // Журнал радиоэлектроники, № 11, 2012.
Википедия, чтение, книга, библиотека, поиск, нажмите, истории, книги, статьи, wikipedia, учить, информация, история, скачать, скачать бесплатно, mp3, видео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, картинка, музыка, песня, фильм, игра, игры, мобильный, телефон, Android, iOS, apple, мобильный телефон, Samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Сеть, компьютер