In der Informationstechnologie, "lossy" Kompression ist eine Datenverschlüsselungsmethode dass Kompresse-Daten durch die Verschrottung (verlierend) etwas davon. Das Verfahren hat zum Ziel, die Datenmenge zu minimieren, die gehalten, behandelt, und/oder durch einen Computer übersandt werden muss. Die verschiedenen Versionen des Fotos des Hunds am Recht demonstrieren, wie viel auf Daten verzichtet werden kann, und wie die Images progressiv rauer als die Daten werden, die sich zurechtgemacht haben, wird der ursprüngliche (verloren) verworfen. Gewöhnlich kann eine wesentliche Datenmenge verworfen werden, bevor das Ergebnis genug erniedrigt wird, um vom Benutzer bemerkt zu werden.

Kompression von Lossy wird meistens verwendet, um Multimediadaten (Audio-, Video-, und noch Images), besonders in Anwendungen wie strömende Medien und Internettelefonie zusammenzupressen. Im Vergleich, lossless Kompression ist für den Text und die Datendateien, wie Bankaufzeichnungen und Textartikel erforderlich. In vielen Fällen ist es vorteilhaft, einen Master lossless Datei zu machen, die dann verwendet werden kann, um zusammengepresste Dateien zu verschiedenen Zwecken zu erzeugen; zum Beispiel kann eine Mehrmegabyte-Datei an der vollen Größe verwendet werden, um eine ganzseitige Anzeige in einer Hochglanzzeitschrift zu erzeugen, und 10 Kilobytes lossy Kopie können für ein kleines Image auf einer Webseite gemacht werden.

Lossy und lossless Kompression

Es ist möglich, viele Typen von Digitaldaten in einem Weg zusammenzupressen, der abnimmt, musste die Größe einer Computerdatei es versorgen, oder die Bandbreite musste es ohne Verlust der vollen in der ursprünglichen Datei enthaltenen Information verströmen. Ein Bild wird zum Beispiel zu einer Digitaldatei umgewandelt, indem es es gedacht wird, eine Reihe von Punkten zu sein, und die Farbe und Helligkeit jedes Punkts angegeben wird. Wenn das Bild ein Gebiet derselben Farbe enthält, kann es ohne Verlust durch den Ausspruch "200 roter Punkte" statt des "roten Punkts, roten Punkts zusammengepresst werden... (Noch 197 Male)..., roter Punkt."

Das Original enthält einen bestimmten Betrag der Information; es gibt eine niedrigere Grenze zur Größe der Datei, die die ganze Information tragen kann. Als ein intuitives Beispiel wissen die meisten Menschen, dass eine komprimierte SCHWIRREN-Datei kleiner ist als die ursprüngliche Datei, aber wiederholt das Zusammendrücken der Datei wird die Größe auf nichts nicht reduzieren und wird tatsächlich gewöhnlich die Größe vergrößern.

In vielen Fällen enthalten Dateien oder Datenströme mehr Information, als es zu einem besonderen Zweck erforderlich ist. Zum Beispiel kann ein Bild mehr Detail haben, als das Auge, wenn wieder hervorgebracht, an der größten beabsichtigten Größe unterscheiden kann; ebenfalls braucht eine Audiodatei viel feines Detail während eines sehr lauten Durchgangs nicht. Das Entwickeln lossy Kompressionstechniken, die so nah zur menschlichen Wahrnehmung verglichen sind ist wie möglich, eine komplizierte Aufgabe. Manchmal ist das Ideal eine Datei, die genau dieselbe Wahrnehmung wie das Original mit so viel wie möglich entfernter Digitalinformation zur Verfügung stellt; andere Zeiten wird der wahrnehmbare Verlust der Qualität als ein gültiger Umtausch für die reduzierten Daten betrachtet

Gestalten Sie das Codieren um

Mehr allgemein, lossy Kompression kann gedacht werden, weil eine Anwendung dessen das Codieren - im Fall von Multimediadaten, perceptual das Codieren umgestaltet: Es gestaltet die rohen Daten in ein Gebiet um, das genauer den Informationsinhalt widerspiegelt. Zum Beispiel, anstatt eine gesunde Datei als die Umfang-Niveaus mit der Zeit auszudrücken, kann man es als das Frequenzspektrum mit der Zeit ausdrücken, das genauer zur menschlichen Audiowahrnehmung entspricht.

Während die Datenverminderung (Kompression, es lossy oder lossless sein), eine Hauptabsicht dessen ist, gestalten das Codieren um, es erlaubt auch andere Absichten: Man kann Daten genauer für die ursprüngliche verfügbare Fläche - zum Beispiel im Prinzip vertreten, wenn man mit einem Analogon oder hochauflösendem Digitalmaster anfängt, sollte eine MP3 Datei einer gegebenen Größe eine bessere Darstellung zur Verfügung stellen als ein rohes unkomprimiertes Audio in WAV oder AIFF Datei derselben Größe. Das ist, weil unkomprimiertes Audio nur Dateigröße durch das Senken der Bit-Rate oder Tiefe reduzieren kann, wohingegen das Audio-Zusammendrücken Größe reduzieren kann, während es Bit-Rate und Tiefe aufrechterhält. Diese Kompression wird ein auswählender Verlust der am wenigsten bedeutenden Daten, anstatt Daten durch die Bank zu verlieren. Weiter kann ein umgestalten Codieren ein besseres Gebiet für die Manipulierung oder sonst das Redigieren der Daten - zum Beispiel zur Verfügung stellen, die Gleichung des Audios wird im Frequenzgebiet am natürlichsten ausgedrückt (erhöhen Sie den Bass, zum Beispiel), aber nicht im Naturzustand Zeitabschnitt.

Aus diesem Gesichtspunkt, perceptual Verschlüsselung ist nicht im Wesentlichen über die Verschrottung von Daten, aber eher über eine bessere Darstellung von Daten.

Ein anderer Gebrauch ist für die rückwärts gerichtete Vereinbarkeit und anmutige Degradierung: Im Farbenfernsehen, Farbe über ein Klarheitsfarbsignal verschlüsselnd, verwandeln sich Gebiet (wie YUV) bedeutet, dass Schwarzweißsätze die Klarheit zeigen, während sie die Farbeninformation ignorieren.

Ein anderes Beispiel ist chroma Probenteilung: Der Gebrauch von Farbenräumen wie YIQ, der in NTSC verwendet ist, erlaubt, die Entschlossenheit auf den Bestandteilen zu reduzieren, um mit der menschlichen Wahrnehmung zu harmonieren - Menschen haben höchste Entschlossenheit für den Schwarzweiß-(luma), niedrigere Entschlossenheit für die Mitte Spektrum-Farben wie Gelb und Grün, und am niedrigsten für das Rot und die Niedergeschlagenheit - so NTSC zeigt etwa 350 Pixel von luma pro scanline, 150 Pixel des Gelbs gegen das Grün und 50 Pixel des Blaus gegen das Rot, die zur menschlichen Empfindlichkeit zu jedem Bestandteil proportional sind...

Informationsverlust

Kompressionsformate von Lossy leiden unter dem Generationsverlust: Wiederholt werden das Zusammendrücken und das Dekomprimieren der Datei es veranlassen, Qualität progressiv zu verlieren.

Das ist im Vergleich mit der lossless Datenkompression, wo Daten über den Gebrauch solch eines Verfahrens nicht verloren werden.

Mit der Information theoretische Fundamente für die lossy Datenkompression werden durch die Theorie der Rate-Verzerrung zur Verfügung gestellt. Viel wie der Gebrauch der Wahrscheinlichkeit in der optimalen Codiertheorie stützt sich Theorie der Rate-Verzerrung schwer auf Bewertung von Bayesian und Entscheidungstheorie, um perceptual Verzerrung und sogar ästhetisches Urteil zu modellieren.

Typen

Es gibt zwei grundlegende lossy Kompressionsschemas:

• In lossy gestalten codecs um, Proben des Bildes oder Tons werden genommen, in kleine Segmente gehackt, haben sich zu einem neuen Basisraum verwandelt und haben gequantelt. Die resultierenden gequantelten Werte sind dann codiertes Wärmegewicht.
• In lossy prophetischem codecs werden vorherige und/oder nachfolgende decodierte Daten verwendet, um die aktuelle gesunde Probe oder den Bildrahmen vorauszusagen. Der Fehler zwischen den vorausgesagten Daten und den echten Daten, zusammen mit jeder Extrainformation musste die Vorhersage wieder hervorbringen, wird dann gequantelt und codiert.

In einigen Systemen werden die zwei Techniken verbunden, damit gestalten codecs um, der wird pflegt, die durch die prophetische Bühne erzeugten Fehlersignale zusammenzupressen.

Lossy gegen lossless

Der Vorteil von lossy Methoden über lossless Methoden besteht darin, dass in einigen Fällen eine lossy Methode eine viel kleinere komprimierte Datei erzeugen kann als jede lossless Methode, während sie noch den Anforderungen der Anwendung entspricht.

Methoden von Lossy werden meistenteils verwendet, um Ton, Images oder Videos zusammenzupressen. Das ist, weil diese Typen von Daten für die menschliche Interpretation beabsichtigt sind, wo die Meinung leicht "Lücke schließen" oder sehen kann, dass vorige sehr geringe Fehler oder Widersprüchlichkeiten - ideal lossy Kompression (nicht wahrnehmbar) durchsichtig sind, der über einen ABX-Test nachgeprüft werden kann.

Durchsichtigkeit

Wenn ein Benutzer einen lossily erwirbt, hat Datei zusammengepresst, (zum Beispiel, um Download-Zeit zu reduzieren) die wiederbekommene Datei kann vom Original am Bit-Niveau ziemlich verschieden sein, zum menschlichen Ohr oder Auge zu den meisten praktischen Zwecken nicht zu unterscheidend seiend. Viele Kompressionsmethoden konzentrieren sich auf die Eigentümlichkeiten der menschlichen Physiologie, zum Beispiel in Betracht zu ziehen, dass das menschliche Auge nur bestimmte Wellenlängen des Lichtes sehen kann. Das psychoacoustic Modell beschreibt, wie gesund hoch zusammengepresst werden kann, ohne wahrgenommene Qualität zu erniedrigen. Durch die lossy Kompression verursachte Fehler, die zum menschlichen Auge oder Ohr bemerkenswert sind, sind als Kompressionskunsterzeugnisse bekannt.

Kompressionsverhältnis

Das Kompressionsverhältnis (d. h. die Größe der komprimierten Datei im Vergleich zu dieser der unkomprimierten Datei) des lossy Videos codecs ist fast immer weiter Vorgesetzter zu dieser der Audioentsprechungen und Entsprechungen des stillen Images.

• Video kann unermesslich (z.B 100:1) mit wenig sichtbarem Qualitätsverlust zusammengepresst werden
• Audio-kann häufig an 10:1 mit dem nicht wahrnehmbaren Verlust der Qualität zusammengepresst werden
• Noch sind Images häufig lossily zusammengepresst an 10:1, als mit dem Audio, aber der Qualitätsverlust ist besonders auf der näheren Inspektion mehr bemerkenswert.

Die Kompressionsrate ist 5 bis 6 % in der lossy Kompression, während in der lossless Kompression es ungefähr 50 bis 60 % der wirklichen Datei sind

Codeumsetzung und das Redigieren

Eine wichtige Verwahrung über die lossy Kompression besteht darin, dass (formell, Codeumsetzung) oder lossily zusammengepresste Dateien editierend, Digitalgenerationsverlust von der Wiederverschlüsselung verursacht. Das kann vermieden werden, indem es nur lossy Dateien aus (lossless) Originalen erzeugt wird und nur (Kopien) ursprüngliche Dateien wie Images im rohen Bildformat statt JPEG editiert wird.

Das Redigieren von lossy Dateien

Durch das Ändern der komprimierten Daten direkt, ohne zu decodieren und wiederzuverschlüsseln, ist etwas Redigieren von zusammengepressten Dateien von lossily ohne Degradierung der Qualität möglich. Das Redigieren, das die Dateigröße reduziert, als ob es zu einem größeren Grad, aber ohne mehr Verlust zusammengepresst worden war als das, ist manchmal auch möglich.

JPEG

Die primären Programme für das Lossless-Redigieren von JPEGs, sind und das abgeleitete (der auch Information von Exif bewahrt), und Jpegcrop (der eine Windows-Schnittstelle zur Verfügung stellt).

Diese erlauben dem Image, zu sein

• abgeschnittener
• rotieren gelassen, geschnipst, und, hat oder geplumpst
• umgewandelt zu grayscale (durch das Fallen des Farbsignal-Kanals).

Während unerwünschte Information zerstört wird, ist die Qualität des restlichen Teils unverändert.

JPEGjoin erlaubt verschiedene JPEG Images, die dieselbe ohne Wiederverschlüsselung anzuschließende Verschlüsselung haben. (Siehe auch: Neue Jpegtran-Eigenschaften.)

Einige Änderungen können mit der Kompression ohne Wiederverschlüsselung vorgenommen werden:

• optimieren Sie die Kompression (um Größe ohne Änderung zum decodierten Image zu reduzieren)

• Bekehrter zwischen der progressiven und nichtprogressiven Verschlüsselung.

Freeware Windows-Only-IrfanView hat einen lossless JPEG Operationen in seinem Steck-.

MP3

Das Aufspalten und Verbinden: Mp3splt, Mp3DirectCut, mp3TrueEdit und Mp3wrap (oder AlbumWrap) erlauben einer MP3 Datei, in Stücke gespalten oder losslessly angeschlossen zu werden. Diese sind analog und.

Metadata

Metadata, wie ID3-Anhängsel, kommentiert Vorbis, oder Information von Exif, kann gewöhnlich modifiziert oder entfernt werden, ohne die zu Grunde liegenden Daten zu modifizieren.

Downsampling/compressed Darstellungsskalierbarkeit

Man kann zu downsample wünschen oder sonst die Entschlossenheit des vertretenen Quellsignals und die Menge von Daten vermindern, die für seine komprimierte Darstellung ohne Wiederverschlüsselung, als in der Bitrate-Schale verwendet sind, aber diese Funktionalität wird in allen Designs, als nicht nicht unterstützt alle codecs verschlüsseln Daten in einer Form, die weniger wichtigem Detail erlaubt, einfach fallen gelassen zu sein.

Einige weithin bekannte Designs, die diese Fähigkeit haben, schließen JPEG 2000 für noch Images ein, und H.264/MPEG-4 hat AVC das Ersteigbare Videocodieren für das Video gestützt. Solche Schemas sind auch für ältere Designs ebenso, wie JPEG-Images mit der progressiven Verschlüsselung, und MPEG-2 und MPEG-4 Video des Teils 2 standardisiert worden, obwohl jene vorherigen Schemas Erfolg in Bezug auf die Adoption in den wirklichen allgemeinen Gebrauch beschränkt hatten.

Ohne diese Kapazität, die häufig der Fall in der Praxis ist, um eine Darstellung mit der niedrigeren Entschlossenheit oder niedrigeren Treue zu erzeugen, als eine gegebene, muss man mit der ursprünglichen Quelle anfangen geben Zeichen und verschlüsseln, oder fangen mit einer komprimierten Darstellung an und dekomprimieren dann und verschlüsseln es (Codeumsetzung) wieder, obwohl der Letztere dazu neigt, Digitalgenerationsverlust zu verursachen.

Eine andere Annäherung soll das ursprüngliche Signal an mehreren verschiedenen bitrates, und ihr verschlüsseln entweder zu wählen, welch man (als verwendet, wenn man über das Internet - als im "SureStream" der echten Netze strömt - oder unterschiedliche Downloads, als am iTunes Store des Apfels anbietet), oder mehrere überträgt, wo das beste, das erfolgreich erhalten wird, als in verschiedenen Durchführungen der hierarchischen Modulation verwendet wird. Ähnliche Techniken werden in mipmaps, Pyramide-Darstellungen und hoch entwickelteren Skala-Raummethoden verwendet.

Einige Audioformate zeigen eine Kombination eines Lossy-Formats und einer lossless Korrektur, die, wenn verbunden, das ursprüngliche Signal wieder hervorbringen; die Korrektur kann abgezogen werden, einen kleineren, lossily zusammengepresst, Datei verlassend. Solche Formate schließen MPEG-4 SLS (Ersteigbar zu Lossless), WavPack und OptimFROG DualStream ein.

Methoden

Grafik

Image

• Kartesianische Perceptual Kompression, auch bekannt als CPC
• DjVu
• Kompression von Fractal
• SCHINKEN, Hardware-Kompression der Farbeninformation, die in Computern von Amiga verwendet ist
• ICER, der durch die Rover von Mars verwendet ist, hat sich bis JPEG 2000 in seinem Gebrauch von Elementarwellen bezogen
• JBIG2 (lossless oder lossy Kompression)
• JPEG
• JPEG 2000, das Nachfolger-Format von JPEG, das Elementarwellen (lossless oder lossy Kompression) verwendet
• JPEG XR, ein anderer Nachfolger von JPEG mit der Unterstützung für die hohe dynamische Reihe, breite Tonleiter-Pixel-Formate (lossless oder lossy Kompression)
• PGF, Progressive Grafikdatei (lossless oder lossy Kompression)
• S3TC Textur-Kompression für die 3D-Computergrafik-Hardware
• Elementarwelle-Kompression
• Das Block-Stutzungscodieren, Absoluter Moment BTC oder einfach BTC

Video

• DV
• H.261
• H.263
• H.264
• MNG (unterstützt JPEG Elfen)
• Bewegung JPEG
• MPEG-1 Teil 2
• MPEG-2 Teil 2
• MPEG-4 Teil 2 und Teil 10 (AVC)
• Ogg Theora (bemerkt für seinen Mangel an offenen Beschränkungen)
• Dirac
• Video von Sorenson codec
• VC-1

Audio-

Musik

• AAC
• ADPCM
• ATRAC
• Dolby AC-3
• MP2
• MP3
• Musepack (gestützt auf Musicam)
• Ogg Vorbis (bemerkt für seinen Mangel an offenen Beschränkungen)
• WMA

Rede

• CELP
• G.711
• G.726
• Harmonische und individuelle Linien und Geräusch (HILN)
• AMR (verwendet von GSM Zelltransportunternehmen, wie T-Mobile)
• Speex (bemerkt für seinen Mangel an offenen Beschränkungen)

Andere Daten

Forscher haben lossy Kompression auf dem Text entweder durch das Verwenden eines Thesaurus (halbernstlich) durchgeführt, um gegen kurze Wörter lange oder durch generative Texttechniken auszuwechseln, obwohl diese manchmal in die zusammenhängende Kategorie der lossy Datenkonvertierung fallen.

Das Senken der Entschlossenheit

Eine allgemeine Art der lossy Kompression soll die Entschlossenheit eines Images, als im Bildschuppen, besonders Dezimierung senken.

Man kann auch weniger "niedrigere Information" Teile eines Images, solcher als durch das Naht-Schnitzen entfernen.

Viele Medien verwandeln sich wie Makel von Gaussian, sind wie lossy Kompression, irreversibel: Das ursprüngliche Signal kann vom umgestalteten Signal nicht wieder aufgebaut werden. Jedoch im Allgemeinen werden diese dieselbe Größe wie das Original haben, und sind nicht eine Form der Kompression.

Das Senken der Entschlossenheit hat praktischen Nutzen, als die NASA wird Neues Horizont-Handwerk Daumennägel seiner Begegnung mit dem Pluto-Charon übersenden, bevor es die höheren Entschlossenheitsimages sendet.

Siehe auch

• Datenkompression
• Datenkompression von Lossless
• Kompressionskunsterzeugnis
• Theorie der Rate-Verzerrung
• Liste von codecs
• Lenna
• Image, das klettert
• Naht, die schnitzt
• Codeumsetzung

Referenzen

Links

• Lossy Audioformate, die Geschwindigkeit und Kompressionskraft von fünf lossy Audioformaten vergleichend.
• Datenkompressionsgrundlagen, einschließlich Kapitel über die lossy Kompression von Images, Audio- und Video-.
• Lossy PNG Bildkompression (Forschung)
• Das Verwenden lossy GIF/PNG Kompression für das Web (Artikel)
• JPG für das Archivieren, die Eignung von JPG und lossless Kompression für das Image vergleichend, archiviert