Алгоритми стиснення - коротка збірка

Сьогоднішній цифровий світ поєднує всіх, використовуючи портативні пристрої, такі як мобільні телефони та планшети. Це також призвело до збільшення обміну даними, що додатково потребує ефективного керування дисковим сховищем. Крім того, швидкий та ефективний обмін даними через Інтернет вимагає, щоб розміри файлів були максимально невеликими. Формати файлів стиснення пропонують алгоритми стиснення без втрат стиснення даних. Вони допомагають у скороченні використання дискового сховища та швидкої передачі даних в Інтернеті. У цій статті давайте спробуємо отримати знання про найбільш широко використовувані алгоритми стиснення та їх типи.

• Алгоритми стиску без втрат
  • bzip2
  • Кодування Хаффмана
  • Стиснення Lempel-Ziv
  • Прогнозування по частковому зіставленню (PPM)
  • Кодування довжини пробіжки (RLE)
  • Дискретне косинусне перетворення (DCT)
  • Вейвлет стиск
  • Картесанове сприйняття стиснення (CPC)
  • Фрактальний стиск

  Без втрат алгоритми стиснення

  Оскільки ім'я передбачає, що алгоритми стиснення без втрат відносяться до категорії алгоритмів стиснення даних, які стискають файли, не втрачаючи жодного їхнього контенту. Це означає, що алгоритми стиснення без втрат можуть точно реконструювати вихідні дані зі стислих даних. Багато різних алгоритмів розроблено або з урахуванням типу вхідних даних, або припускаючи, які види надмірності можуть містити несжаті дані. Нижче наводиться коротке пояснення деяких з найбільш широко використовуваних алгоритмів стиснення без втрат:

  bzip2#

  Цей алгоритм використовує алгоритм Burrows-Wheeler з кодуванням RLE та Huffman для стиснення даних. Він використовується для стиснення файлів тільки без їхньої архівації.Стислі файли зазвичай зберігаються з розширенням .bz2.

  Кодування Хаффмана #

  Цей алгоритм заснований на конкретному методі для вибору ідентифікації кожного символу, що призводить до коду префікса. Кодування Huffman є таким поширеним методом для створення кодів префікса. Файли стиснення із розширеннями, такими як. MPQ,. ACE. JPEG. кодування.

  Стиснення Lempel-ziv#

  Цей алгоритм стиснення також відомий як lz77 , а lz78 є двома алгоритмами стиснення без втрат. Комбінація цих алгоритмів ґрунтується на багатьох варіаціях, включаючи LZW, LZS, LZMA та інші. Обидва вони теоретично кодери словника. Під час стиснення LZ77 підтримує ковзне вікно. Пізніше чи пізніше було показано, що він еквівалентний явному словнику, побудованому LZ78. Отже, вони стають еквівалентними декомпресією всіх даних. Файли с. LZMA. LZO,. LZ,.

  Прогноз щодо часткового зіставлення (PPM) #

  ** Прогнозування по частковому зіставленню**, яке також відоме як PPM, є алгоритм стиснення, заснований на прогнозуванні та контекстному моделюванні. Щоб передбачити наступний символ у потоці, моделі PPM використовують набір раніше символів у несуттєвому потоці символів. Алгоритм PPM підтримує файли ZIP та 7Z.

  Кодування довжиною довжини (RLE) #

  Цей алгоритм також відомий як алгоритм стиснення без втрат RLE на основі послідовностей, що містять те значення даних, яке відбувається в багатьох суміжних елементах даних. Ці послідовності називаються прогонами. RLE зберігав кожен запуск у вигляді єдиного значення даних та підрахунку. Це корисно для даних, які містять багато прогонів, таких як прості графічні зображення, наприклад, Малюнки, значки, лінії та анімація. Файли с. PSD. PSB.TGA Розширення підтримуються RLE

  Алгоритми стиснення втрата

  Алгоритми стиснення втрата на крок вперед, щоб зменшити розмір сховища файлів. Беручи до уваги, що втрата будь-якої інформації сприймається як скидання необізнаних деталей. Алгоритми стиснення даних із втратами формуються шляхом дослідження того, як люди розуміють дані. Більшість алгоритмів стиснення втрат ґрунтуються на перетворенні кодування. Деякі зі знаменитих алгоритмів стиснення із втратами коротко пояснені нижче:

  Дискретне косинусне перетворення (DCT) #

  Дискретне перетворення косинуса (DCT) - це обмежена послідовність точок даних з погляду суми функцій косинуса, що коливаються різних частотах. Він використовується у більшості цифрових носіїв, включаючи цифрові зображення, такі як JPEG, HEIF, J2K, ESIF та DNG.

  Вейвлет стиснення #

  Вейвлет-стиснення - це алгоритм стиснення втрата, який найчастіше використовується в стисненні зображення. Цей алгоритм використовує принцип, званий кодуванням перетворення, в якому спочатку застосовується вейвлет-перетворення. Це створює стільки ж коефіцієнтів, скільки є пікселі на зображенні. Оскільки інформація статистично концентрована лише кількох коефіцієнтах, ці коефіцієнти може бути стиснуті легше. Примітними реалізаціями є JPEG 2000, DJVU та ECW для нерухомих зображень.

  Картезіанське сприйняття стиснення (CPC)#

  Це стиснення втрат також відоме як CPC, була створена для високого стиснення чорно-білої растрової візуалізації з архівних сканувань. Алгоритм зазвичай використовується у веб-розподілі юридичних документів, географічних карт сюжету та планів дизайну.

  Фрактальний стиск #

  Фрактальне стиснення це алгоритм стиснення втрат для цифрових зображень на основі фракталу. Алгоритм підходить для природних зображень і текстур, покладаючись на частини зображення, аналогічні до інших частин того ж зображення. Фрактальні алгоритми перетворюють ці частини на фрактальні коди, які використовуються для відтворення кодованого зображення.

  Висновок

  У цій статті ви дізналися про алгоритми стиснення, їх основні типи і зазвичай використовувані алгоритми стиснення. Немає необхідності тримати знання у вашому розумі про всі алгоритми стиснення. Але якщо вам потрібно створити розумну презентацію на тему різних стисків або без втрат, ви можете отримати допомогу звідси. Отже, додайте цю сторінку блогу як посилання.

  • Compression
  • bzip2
  • Cartesian perceptual compression
  • Compression algorithms
  • Discrete cosine transform
  • Huffman encoding
  • Lempel-Ziv compression
  • lossless compression algorithm
  • lossy compression algorithm
  • Prediction by partial matching
  • Run-length encoding
  • Wavelet compression

  Який формат стиснення файлів краще – 7z, zip чи rar?

  Днями звернулися до мене з питанням, який тип архіву найкраще стискає файли? Я вже неодноразово зустрічав тести-порівняння ефективності різних алгоритмів стиснення. Майже завжди в них перемагає 7z. Однак я вирішив не давати таку однозначну відповідь. І ось чому: ступінь стиснення є не єдиним критерієм, що дозволяє визначити найкращий тип архіву.

  На ступінь стиснення файлу впливає і програма, яку використовують для створення архіву, її налаштування, і особливості файлу, що стискається. Крім того, я б не став випускати з уваги зручність використання формату стиснення і ступінь його інтеграції в операційні системи.Якщо ми стискаємо документ для надсилання електронною поштою, то повинні бути впевнені в тому, що одержувач зможе без проблем розпакувати його.

  Маленький тест

  І все ж зменшення обсягу файлу — це основна функція архіватора. Тому я вирішив провести власне порівняння алгоритмів. У серйозних тестах зазвичай випробовується робота архіваторів із файлами різних типів. А у найпросунутіших — ще й підшукують оптимальні налаштування. Я вчиню простіше: стискатиму папку зі встановленою грою — адже в ній знаходяться різні типи даних: і музика, і графіка, і документація, і файли, що виконуються. Налаштування ж програм-архіваторів я не змінюватиму — саме так робить більшість користувачів.

  Отже, гра Bastion - обсяг папки 863 МБ:

  • Zip (інтегрований у Windows 8.1) - 746 МБ (86,4% від вихідного обсягу);
  • Zip (WinZip) - 745 МБ (86,3%);
  • RAR (WinRAR) - 746 МБ (86,4%);
  • 7z (7-Zip) - 734 МБ (85%).

  Гра Hotline Miami - обсяг папки 654 МБ:

  • Zip (інтегрований у Windows 8.1) - 316 МБ (48,3% від вихідного обсягу);
  • Zip (WinZip) - 314 МБ (48%);
  • RAR (WinRAR) - 307 МБ (46,9%);
  • 7z (7-Zip) - 301 МБ (46%).

  Таким чином, переможцем у змаганнях на стиск файлу, як я і припускав, вийшов 7z. Але чи варто обирати саме цей формат? Думаю, далеко не завжди.

  Інтеграція та поширення

  Зрештою, 7z не так вже й далеко вирвався вперед. Zip та RAR, буквально, дихають йому в спину. А який із цих форматів без проблем «переварить» ваш комп'ютер чи система того користувача, якому ви передасте стислий файл?

  За рівнем поширеності лідирує Zip. Інструменти для роботи з ним інтегровані в Windows та OS X. Більшість дистрибутивів Linux підтримують Zip із коробки.У Chrome OS відразу після встановлення ми можемо стискати та розпаковувати файли у форматах Zip та RAR.

  А що ж 7z?Для роботи з ним необхідно скачати і встановити окреме додаток. витратити багато часу, щоб пояснити йому, як вчинити з файлом.

  Тому я рекомендую використовувати 7z тільки в тій ситуації, коли дійсно необхідно домогтися максимального ступеня стиснення файлу.

  У всіх інших випадках, нам варто вибирати Zip, як найпоширеніший формат архівів. Нехай файл буде стиснутий трохи менш щільно.