Типы сжатия с потерями

Существуют две основных схемы сжатия с потерями:

• В трансформирующих кодеках берутся фреймы изображений или звука, разрезаются на небольшие сегменты, трансформируются в новое базисное пространство и производится квантование. Результат затем сжимается энтропийными методами.

• В предсказывающих кодеках предыдущие и/или последующие данные используются для того, чтобы предсказать текущий фрейм изображения или звука. Ошибка между предсказанными данными и реальными вместе с добавочной информацией, необходимой для производства предсказания, затем квантуется и кодируется.

В некоторых системах эти две техники комбинируются путём использования трансформирующих кодеков для сжатия ошибочных сигналов, сгенерированных на стадии предсказания.

Сжатие с потерями против сжатия без потерь

Преимущество методов сжатия с потерями над методами сжатия без потерь состоит в том, что первые существенно превосходят по степени сжатия, продолжая удовлетворять поставленным требованиям, а именно - искажения д.б. в допустимых пределах чувствительности человеческих органов.

Методы сжатия с потерями часто используются для сжатия аналоговых данных - чаще всего звука или изображений.

В таких случаях распакованный файл может очень сильно отличаться от оригинала на уровне сравнения «бит в бит», но практически неотличим для человеческого уха или глаза в большинстве практических применений.

Много методов фокусируются на особенностях строения органов чувств человека. Психоакустическая модель определяет то, как сильно звук может быть сжат без ухудшения воспринимаемого качества звука. Недостатки, причинённые сжатием с потерями, которые заметны для человеческого уха или глаза, известны как артефакты сжатия.

Звуковые данные, прошедшие сжатие с потерями, не принимаются судами как вещественные доказательства (и даже не берутся во внимание) по причине того, что информация, прошедшая сжатие, приобретает артефакты сжатия и теряет естественные шумы среды, из которой производилась запись, в связи с чем невозможно установить подлинная ли запись или синтезированная. Поэтому важные записи рекомендуется производить в формате ИКМ (PCM) или использовать плёночный диктофон.

Фотографии, записанные в формате JPEG, могут быть приняты судом (несмотря на то, что данные прошли сжатие с потерями). Но при этом должен быть предоставлен фотоаппарат, которым они сделаны, или соответствующая фототаблица цветопередачи .

Методы сжатия данных с потерями

Компрессия изображений

• Снижение глубины цвета

• Метод главных компонент

• Фрактальное сжатие

• JPEG

• Вэйвлетная компрессия

  • JPEG 2000

  • DjVu

Компрессия видео

• Flash (также поддерживает движущиеся изображения JPEG)

• H.261

• H.263

• H.264

• MNG (поддерживает движущиеся изображения JPEG)

• Motion JPEG

• MPEG-1 Part 2

• MPEG-2 Part 2

• MPEG-4 Part 2

• Ogg Theora (отличается отсутствием патентных ограничений)

• Sorenson video codec (англ.)

• VC-1 — попытка Microsoft выпустить открытую спецификацию для формата WMV

Компрессия звука

Музыка

• MP3 — Определён спецификацией MPEG-1

• Ogg Vorbis (отличается отсутствием патентных ограничений и более высоким качеством)

• AAC, AAC+ — существует в нескольких вариантах, определённых спецификациями MPEG-2 и MPEG-4, используется, например, в Apple Computer

• eAAC+ — формат, предлагаемый Sony, как альтернатива AAC и AAC+

• Musepack

• WMA — собственность Microsoft

• ADPCM

• ATRAC (англ.)

• Dolby AC-3

• DTS

• MP2 (англ.)

• VQF

Речь

• CELP

• G.711

• G.726

• HILN (англ.)

• Speex (отличается отсутствием патентных ограничений)