Степень сжатия данных - Data compression ratio

Для более широкого освещения этой темы см. Сжатие данных.

Степень сжатия данных, также известный как мощность сжатия, является мерой относительного уменьшения размера представления данных, созданного алгоритмом сжатия данных. Обычно это выражается как деление несжатого размера на сжатый.

Определение

Степень сжатия данных определяется как соотношение между несжатый размер и сжатый размер:[1][2][3][4][5]

Таким образом, представление, которое сжимает размер хранилища файла с 10 МБ до 2 МБ, имеет коэффициент сжатия 10/2 = 5, часто обозначаемый как явное соотношение, 5: 1 (читается как «пять» к «одному») или как неявное соотношение 5/1. Эта формулировка в равной степени применима к сжатию, когда размер несжатого файла равен размеру оригинала; и для декомпрессии, где размер без сжатия - это размер воспроизведения.

Иногда экономия места вместо этого дается, что определяется как уменьшение размера по сравнению с размером без сжатия:

Таким образом, представление, которое сжимает размер хранилища файла с 10 МБ до 2 МБ, дает экономию пространства 1-2/10 = 0,8, часто выраженную в процентах, 80%.

Для сигналов неопределенного размера, таких как потоковое аудио и видео, степень сжатия определяется в терминах несжатого и сжатого скорость передачи данных вместо размеров данных:

и вместо экономии места говорят о экономия скорости передачи данных, который определяется как снижение скорости передачи данных по сравнению со скоростью передачи несжатых данных:

Например, несжатые песни в формате CD имеют скорость передачи данных 16 бит / канал x 2 канала x 44,1 кГц ≅ 1,4 Мбит / с, тогда как AAC файлы на iPod обычно сжимаются до 128 кбит / с, что дает коэффициент сжатия 10,9, что дает экономию скорости передачи данных 0,91, или 91%.

Когда скорость передачи несжатых данных известна, степень сжатия можно вывести из скорости передачи сжатых данных.

Без потерь против потерь

Сжатие без потерь оцифрованных данных, таких как видео, оцифрованная пленка и звук, сохраняет всю информацию, но обычно не достигает степени сжатия намного лучше, чем 2: 1 из-за присущих энтропия данных. Алгоритмы сжатия, которые обеспечивают более высокие коэффициенты, либо несут очень большие накладные расходы, либо работают только для определенных последовательностей данных (например, сжатие файла в основном с нулями).[6] В отличие, сжатие с потерями (например. JPEG для изображений или MP3 и Opus для аудио) может достигать гораздо более высоких степеней сжатия за счет снижения качества, например, при потоковой передаче звука через Bluetooth, поскольку появляются артефакты сжатия изображения или звука из-за потери важной информации. Степень сжатия не менее 50: 1 необходима для получения 1080i видео в 20 Мбит / с Транспортный поток MPEG.[1]

Использует

Степень сжатия данных может служить мерой сложность набора данных или сигнала. В частности, он используется для аппроксимации алгоритмическая сложность. Он также используется, чтобы увидеть, какую часть файла можно сжать без увеличения его исходного размера.

Рекомендации

  1. ^ а б «Пиксельные сетки, битрейт и степень сжатия». Радиовещание. 2007-12-01. Архивировано из оригинал на 2013-10-10. Получено 2013-06-05.
  2. ^ Чарльз Пойнтон (2012-02-07). «Цифровое видео и HD: алгоритмы и интерфейсы» (2-е изд.). Издательство Morgan Kaufmann. ISBN  9780123919267.
  3. ^ «Проект 10 спецификации текста высокоэффективного кодирования видео (HEVC) (для FDIS и согласия)». JCT-VC. 2013-01-17. Получено 2013-06-05.
  4. ^ «Стандарт расширенного кодирования видео H.264 (AVC)» (PDF). Logitech. Получено 2013-06-05.
  5. ^ «Официальный документ о характеристиках производительности методов сжатия видео MPEG-2 Long GoP и AVC-I для широковещательных приложений» (PDF). Sony. Получено 2013-06-05.
  6. ^ С. Миттал и Дж. Веттер "Обзор архитектурных подходов к сжатию данных в системах кэш-памяти и основной памяти ", Транзакции IEEE в параллельных и распределенных системах, 2015 г.

внешняя ссылка