Сжатие с потерями и без потерь

Симметричное и асимметричное сжатие

Алгоритмы сжатия можно разделить на две категории: симметричные и асимметричные. Метод симметричного сжатия основан примерно на те же алгоритмах и позволяет выполнять такой же объем работы, что и распаковка. В программах обмена данными, использующих сжатие и распаковку, обычно для большей эффективности применяется именно симметричный алгоритм.

При асимметричном сжатии в одном направлении выполняется значительно больший объем работы, чем в другом. Обычно на сжатие затрачивается больше времени и системных ресурсов, чем на распаковку. Это имеет смысл, например, если создается база данных изображений. При этом изображения сжимаются для хранения всего однажды, зато распаковываться с целью отображения они могут неоднократно. Асимметричный алгоритм, затрачивающий много процессорного времени на сжатие, но быстро осуществляющий распаковку, можно считать эффективным.

Алгоритмы асимметричные в “обратном направлении" (т.е. когда на сжатие затрачивается меньше времени, чем на распаковку) применяются значительно реже. В частности, создавая программу резервного копирования файлов, автор понимает, что большинство скопированных файлов никогда не будет прочитано. В этом случае уместен алгоритм, выполняющий сжатие значительно быстрее, чем распаковку.

Термин сжатие без потерь используется тогда, когда при сжатии, а затем распаковке файла, содержащаяся в нем информация представляется без изменений. Данные не должны быть потеряны, повреждены или каким-либо способом изменены.

Методы сжатия с потерями предусматривают отбрасывание некоторых данных изображения для достижения лучшей степени сжатия, чем в большинстве методов сжатия без потерь. В некоторых случаях применяются тщательно разработанные эвристические алгоритмы, позволяющие максимально сжать изображение, изменив лишь незначительную часть его видимых деталей. Другие менее «элегантные» алгоритмы просто отбрасывают самый младший бит в данных каждого пикселя, т.о. объединяя два ближайших цвета, поэтому с точки зрения качества изображения они оставляют желать лучшего.

Иногда термины с потерями и без потерь ошибочно применяются для описания качества сжатого изображения. Кое - кто предполагает, что если хоть какие-нибудь данные будут потеряны, то это обязательно ухудшит изображение. Подобные опасения основаны на нашей вечной боязни потерять данные. Конечно, такой страх оправдан, если речь идет о тексте, числовых данных или файле электронной таблицы. Однако для программ, работающих с графикой, потеря некоторой части данных может быть приемлемой и даже целесообразной.

На практике небольшие изменения в пиксельных значениях могут быть и не видны, особенно в изображениях с большим разрешением, где один пиксель практически нельзя разглядеть. В изображении, содержащем 256 или более цветов, можно выборочно изменить пиксельные значения без видимого эффекта.

Однако в черно-белых изображениях такие небольшие изменения пиксельных значений произвести невозможно: ведь каждый пиксель может быть либо белым, либо черным. Тем не менее даже в черно-белых изображениях в этом плане можно кое-что сделать — например, просто переместить границу между белой и черной зонами на один пиксель, что практически будет незаметно и, значит, такое изменение можно считать допустимым.

Дата добавления: 2014-01-07