Vysvětlete pojem komprese souborů, rozlište bezeztrátovou a ztrátovou kompresi. Charakterizujte situace, ve kterých se tyto druhy komprese hodí a používají.: Porovnání verzí

Řádek 29: Řádek 29:
 
:[[File:JPEG compression Example.jpg|thumb|Fotografie s využitím ztrátové komprese]]
 
:[[File:JPEG compression Example.jpg|thumb|Fotografie s využitím ztrátové komprese]]
 
Při ztrátové komprimaci se méně důležité informace vypouštějí a z vytvořených dat se již během následné dekomprimace nedají získat zpět. Využitím speciálního komprimačního algoritmu se redukuje objem dat na zlomek původní velikosti. Ztrátová komprimace je nejčastěji používanou metodou pro ukládání obrazových a zvukových dat a také k ukládání video souborů. <ref name=":2">TOMEK, Petr. Testování vybraných komprimačních programů [online]. Pardubice, 2011, 94 s., Bakalářská práce. Univerzita Pardubice, Fakulta ekonomicko-správní. [cit. 2020-02-27]. Dostupné z: https://dk.upce.cz/bitstream/handle/10195/48611/TomekP_Testovani%20vybranych_MT_2011.pdf?sequence=2&isAllowed=y</ref> Často je velmi vhodná, protože i malá ztráta kvality poskytne výraznou úsporu místa.  
 
Při ztrátové komprimaci se méně důležité informace vypouštějí a z vytvořených dat se již během následné dekomprimace nedají získat zpět. Využitím speciálního komprimačního algoritmu se redukuje objem dat na zlomek původní velikosti. Ztrátová komprimace je nejčastěji používanou metodou pro ukládání obrazových a zvukových dat a také k ukládání video souborů. <ref name=":2">TOMEK, Petr. Testování vybraných komprimačních programů [online]. Pardubice, 2011, 94 s., Bakalářská práce. Univerzita Pardubice, Fakulta ekonomicko-správní. [cit. 2020-02-27]. Dostupné z: https://dk.upce.cz/bitstream/handle/10195/48611/TomekP_Testovani%20vybranych_MT_2011.pdf?sequence=2&isAllowed=y</ref> Často je velmi vhodná, protože i malá ztráta kvality poskytne výraznou úsporu místa.  
 +
 +
Významnou vlastností ztrátové komprese je možnost široce parametrizovat redukci a získávat tak různě kvalitní výsledky. Lze tedy si předem stanovit procento ztráty informace, výsledek redukce si prohlédnout, posoudit a vybrat si pak redukci, která přináší nejlepší výsledky z hlediska kompresního poměru a stupně zkreslení obrázku. Těchto způsobů užívá např. obrazový formát pro ukládání fotografií JPEG.<ref name=":55">Komprese dat, Informatika a výpočetní technika [online]. [cit. 2020-02-27]. Dostupné z: http://www.gym-karvina.cz/ivt/okruhy/komprese.htm</ref>
  
 
===Princip ztrátové komprese===
 
===Princip ztrátové komprese===
* transformace původních dat - data se přeskupí nebo transformují tak, aby bylo možno lehce oddělit důležité informace od nedůležitých
+
*transformace původních dat - data se přeskupí nebo transformují tak, aby bylo možno lehce oddělit důležité informace od nedůležitých
* potlačení různě důležitých dat - nedůležité informace se potlačí mnohem více než důležité
+
*potlačení různě důležitých dat - nedůležité informace se potlačí mnohem více než důležité
  
 
===Využití ztrátové komprese===
 
===Využití ztrátové komprese===
Řádek 39: Řádek 41:
 
*přenos dat přes internet, respektive počítačovou síť
 
*přenos dat přes internet, respektive počítačovou síť
 
*ukládání obrazových a zvukových záznamů (můžeme vyřadit určité frekvence, které lidské smysly stejně špatně vnímají)
 
*ukládání obrazových a zvukových záznamů (můžeme vyřadit určité frekvence, které lidské smysly stejně špatně vnímají)
*u fotografií (využívá se zde nedokonalostí lidského oka podobně jako u řešení barevné televize.Metoda fraktálové komprese „hledá” v obrázku útvary podobné fraktálovým obrazcům, které lze popsat několika málo parametry. Využívá toho, že řada objektů reálného světa vykazuje soběpodobnost - má „fraktálových charakter")<ref name=":55">Komprese dat, Informatika a výpočetní technika [online]. [cit. 2020-02-27]. ISBN 978-92-79-64401-6. Dostupné z: http://www.gym-karvina.cz/ivt/okruhy/komprese.htm</ref>
+
*u fotografií (využívá se zde nedokonalostí lidského oka podobně jako u řešení barevné televize.Metoda fraktálové komprese „hledá” v obrázku útvary podobné fraktálovým obrazcům, které lze popsat několika málo parametry. Využívá toho, že řada objektů reálného světa vykazuje soběpodobnost - má „fraktálových charakter")<ref name=":55">Komprese dat, Informatika a výpočetní technika [online]. [cit. 2020-02-27]. Dostupné z: http://www.gym-karvina.cz/ivt/okruhy/komprese.htm</ref>
 
 
  
 
'''Formáty'''
 
'''Formáty'''

Verze z 27. 2. 2020, 14:46

Stránka ve výstavbě
Inkwell icon - Noun Project 2512.svg Na této stránce se právě pracuje. Prosím needitujte tuto stránku, dokud na ní zůstává tato šablona. Předejdete tak editačnímu konfliktu. Jestliže uběhla od poslední editace doba alespoň dvou dnů, neváhejte tuto šablonu odstranit. Inkwell icon - Noun Project 2512.svg

Komprese dat

Komprese, neboli také komprimace je speciální postup při ukládání nebo transportu dat. Úkolem je zpracování počítačových dat s cílem zmenšit jejich objem při současném zachování informací v datech obsažených. Obecně se jedná o snahu zmenšit velikost datových souborů. Komprese může být nutná při omezené datové propustnosti (např. mobilní telefon komprimuje hovor pro přenos GSM sítí). Zvláštními postupy – kódováním, které je dané zvoleným kompresním algoritmem – se ze souboru odstraňují nadbytečné informace. [1]

Cíl komprese: redukovat objem dat za účelem

  • přenosu dat přes síť s omezenou rychlostí
  • archivace dat
  • vytvoření distribuce SW
  • ochrany před viry

Postup:

Kompresní poměr Jedná se o podíl velikosti nekomprimovaných (vstupních) dat ku velikosti komprimovaných (výstupních) dat. Je ovlivněn volbou kompresního algoritmu i typem komprimovaných dat. Úspora místa = 1 - velikost komprimovaných dat/velikost nekomprimovaných dat.

Programy na kompresi dat

  • WinRAR
  • 7-Zip
  • WinZip[1]

Metody komprese

  • jednoduché: založené na kódování opakujících se posloupností znaků
  • statistické: založené na četnosti výskytu znaků v komprimovaném souboru (Huffmanovo kódování, Aritmetické kódování)
  • slovníkové: založené na kódování všech vyskytujících se posloupností
  • transformační: založené na ortogonálních popř. jiných transformacích(JPEG, waveletová komprese, fraktálová komprese)[2]

Algoritmus ztrátové komprese

Fotografie s využitím ztrátové komprese

Při ztrátové komprimaci se méně důležité informace vypouštějí a z vytvořených dat se již během následné dekomprimace nedají získat zpět. Využitím speciálního komprimačního algoritmu se redukuje objem dat na zlomek původní velikosti. Ztrátová komprimace je nejčastěji používanou metodou pro ukládání obrazových a zvukových dat a také k ukládání video souborů. [3] Často je velmi vhodná, protože i malá ztráta kvality poskytne výraznou úsporu místa.

Významnou vlastností ztrátové komprese je možnost široce parametrizovat redukci a získávat tak různě kvalitní výsledky. Lze tedy si předem stanovit procento ztráty informace, výsledek redukce si prohlédnout, posoudit a vybrat si pak redukci, která přináší nejlepší výsledky z hlediska kompresního poměru a stupně zkreslení obrázku. Těchto způsobů užívá např. obrazový formát pro ukládání fotografií JPEG.[4]

Princip ztrátové komprese

  • transformace původních dat - data se přeskupí nebo transformují tak, aby bylo možno lehce oddělit důležité informace od nedůležitých
  • potlačení různě důležitých dat - nedůležité informace se potlačí mnohem více než důležité

Využití ztrátové komprese

  • digitální TV vysílání
  • DVD
  • přenos dat přes internet, respektive počítačovou síť
  • ukládání obrazových a zvukových záznamů (můžeme vyřadit určité frekvence, které lidské smysly stejně špatně vnímají)
  • u fotografií (využívá se zde nedokonalostí lidského oka podobně jako u řešení barevné televize.Metoda fraktálové komprese „hledá” v obrázku útvary podobné fraktálovým obrazcům, které lze popsat několika málo parametry. Využívá toho, že řada objektů reálného světa vykazuje soběpodobnost - má „fraktálových charakter")[4]

Formáty

  • JPEG
  • MPEG
  • MP3

Algoritmus bezeztrátová (neztrátová) komprese

Druhým typem je poté komprese bezeztrátová. Jedná se o algoritmy, které dovolují přesnou zpětnou rekonstrukci komprimovaných dat, na rozdíl od ztrátové komprese, kde to možné není. Tato komprese se používá všude tam, kde je důležité, aby originální data a data po dekompresi komprimovaného souboru byla totožná. Takovým příkladem může být situace, kde komprese textů nebo komprese čehokoli, kde je nepřípustná i sebemenší ztráta kvality. [5] Pokud dojde k přílišné ztrátové kompresy, vede to k zrnitým obrázkům, snížené kvalitě a snížené srozumitelnosti zvuku.

Algoritmy bezeztrátové komprese

  • jsou rozděleny podle toho, pro který typ dat jsou určeny
  • rozlišujeme 4 základní typy (text, obraz, zvuk a video)
  • většina bezeztrátových komprimačních programů nepoužívá jen jeden algoritmus, ale hned několik najednou
  • někdy se data nejprve transformují a teprve poté komprimují (kvůli dosažení lepších kompresních poměrů)

Formáty

  • ZIP - více komprimovaných souborů, což ve výsledku pomůže zredukovat velikost uložených dat
  • RAR - proprietární
  • LZMA - používá 7-zip
  • WMA Lossless pro zvuk
  • GIF – vždy bezeztrátový
  • PNG – vždy bezeztrátový
  • TIFF v bezeztrátových variantách
  • CorePNG pro video

Odkazy

Reference

  1. 1,0 1,1 Komprese dat. Studijní info [online]. [cit. 2020-02-27]. Dostupné z: https://sites.google.com/a/szs-lib.cz/studijni-info/komprese-dat
  2. Kompresní algoritmy. Katedra informatiky a výpočetní vědy [online]. [cit. 2020-02-27]. Dostupné z: http://www.kiv.zcu.cz/~mautner/Pt/komprese.pdf
  3. TOMEK, Petr. Testování vybraných komprimačních programů [online]. Pardubice, 2011, 94 s., Bakalářská práce. Univerzita Pardubice, Fakulta ekonomicko-správní. [cit. 2020-02-27]. Dostupné z: https://dk.upce.cz/bitstream/handle/10195/48611/TomekP_Testovani%20vybranych_MT_2011.pdf?sequence=2&isAllowed=y
  4. 4,0 4,1 Komprese dat, Informatika a výpočetní technika [online]. [cit. 2020-02-27]. Dostupné z: http://www.gym-karvina.cz/ivt/okruhy/komprese.htm
  5. Bezeztrátová a ztrátová komprese dat, Základy informatiky a teorie [online]. [cit. 2020-02-27]. Dostupné z: https://roje2014.webnode.cz/bezeztratova-a-ztratova-komprese-dat/

Doporučená literatura

  • I. Vajda: Teorie informace. Vydavatelství CVUT, Praha, ˇ 2004. ISBN: 80-01-02986-7
  • Žára, Beneš, Sochor, Felkel: Moderní pocíta ˇ cová grafika ˇ . Computer Press, 2005. ISBN: 80-251-0454-0
  • INAGAKI, K., TOMIZAWA Y., YOKOO H. Novel and Generalized Sort-Based Transform for Lossless Data Compression. SPIRE. 2009, s. 102-113, LNCS 5721.
  • SAYOOD, Khalid. Introduction to data compression. 2nd ed. San Francisco: Morgan Kaufmann Publishers, c2000. Morgan Kaufmann series in multimedia information and systems. ISBN 1-55860-558-4.

Související články

Principy kódování zvuku a obrazu, komprese dat
Komprese obrazových informací

Klíčová slova

Komprese dat, ztrátová komprese, bezeztrátová komprese, data, komprese, počítačová data, zmenšení