Andmete pakkimine: erinevus redaktsioonide vahel

P
resümee puudub
Resümee puudub
PResümee puudub
 
 
[[informaatika|Arvutiteaduses]] ja [[informatsiooniteooria|informatsiooniteoorias]] on andmete pakkimine (ka '''andmete tihendamine''', '''andmetihendus'''; '''bitimäära vähendamine'''; (Inglise K. ''"Data compression"'')) andmete kodeerimine nii, et väljundandmed on [[Mälu (arvuti)|mälu]] mahult väiksemad kui sisendandmed. <ref>{{cite journal|last=Mahdi|first=O.A.|coauthors=Mohammed, M.A.; Mohamed, A.J.|title=Implementing a Novel Approach an Convert Audio Compression to Text Coding via Hybrid Technique|journal=International Journal of Computer Science Issues|year=2012|month=November|volume=9|issue=6, No. 3|pages=53–59|url=http://ijcsi.org/papers/IJCSI-9-6-3-53-59.pdf|accessdate=6. Marchmärts 2013}}</ref> Pakkimist on kahte tüüpi: kadudega ja kadudeta. Kadudeta andmetihendus vähendab bitimäära statistilise liiasuse leidmise ja elimineerimisega (Inglise K. ''"Statistic redundancy"''). <ref>{{cite journal|last=Pujar|first=J.H.|coauthors=Kadlaskar, L.M.|title=A New Lossless Method of Image Compression and Decompression Using Huffman Coding Techniques|journal=Journal of Theoretical and Applied Information Technology|year=2010|month=May|volume=15|issue=1|pages=18–23|url=http://www.jatit.org/volumes/research-papers/Vol15No1/3Vol15No1.pdf}}</ref> Kadudeta pakkimisel informatsiooni ei lähe kaduma. Kadudega tihendamisel leitakse ebavajalik informatsioon ja eemaldatakse see. Kui andmed on pakitud, saab neid andmeid uuesti kasutada ainult siis, kui need kindlad andmed on uuesti lahti pakitud. <ref>{{cite book|last=Salomon|first=David|title=A Concise Introduction to Data Compression|year=2008|publisher=Springer|location=Berlin|isbn=9781848000728}}</ref>
 
Tihendus on vajalik, sest see aitab vähendada ressursikulu (nt andmete säilitamise ruum või edastusmaht). Kuna andmed peavad olema kasutamisel lahti pakitud, on andmete tihendus arvutusvõimsuse suhtes nõudlik. See tähendab seda, et andmete tihendus tähendab muude ressursside eraldamist informatsiooni mahu vähendamise nimel. Seega võib näiteks video vaatamisel vaja minna suhteliselt võimsat riistvara, et arvuti suudaks informatsiooni lahti pakkida piisavalt kiiresti, et seda videot ilma probleemideta (näiteks puhverdamisvajaduseta) vaadata. Veel on võimalus see tihendatud andmehulk täielikult lahti pakkida enne, kui seda kasutama tahetakse hakata, kuid see vajab rohkem ruumi ja aega. Seega, andmete pakkimise süsteemid tähendavad, et andmete mahu vähendamise nimel ohverdatakse muid resursse nagu aeg, arvutuslik võimsus ja andmete enda moonutus (kasutades kadudega pakkimist).
 
Kadudega piltide pakkimist saab kasutada digitaalkaamerates, et vähendada [[Mälu (arvuti)|mälu]] kasutust piltide poolt, kuid selle nimel ohverdatakse võimalikult minimaalne hulk pildi [[kvaliteet|kvaliteeti]]. Sarnaselt, [[DVD|DVD-d]] kasutavad kadudega MPEG-2 Video pakkimise formaati või "koodeksit" nagu seda kutsutakse heli ja videote pakkimisel.
Kadudega heli pakkimisel, kasutatakse psühhoakustika (Inglise K. ''"psychoacoustics"'') uuringutega kooskõlas leiutatud meetodeid meetodeid, et eemaldada mitte-kuuldavaid (või vaevu kuuldavaid) komponente kogu andmete hulgast. <ref>{{cite web|last=Arcangel|first=Cory|title=On Compression|url=http://www.coryarcangel.com/downloads/Cory-Arcangel-OnC.pdf|accessdate=12. Decemberdetsember 2013}}</ref> Inimese kõne pakkimimist tehakse tihti veelgi spetsiaalsemate tehnikatega. Kõne kodeerimine või hääle kodeerimine on tihti eristatud tavalisest heli pakkimisest. Hääle pakkimist kasutatakse näiteks internetitelefonide puhul ja heli pakkimist kasutatakse näiteks muusika [[CD (andmekandja)|CD-de]] puhul, kus muusika kirjutatakse [[CD (andmekandja)|CD]] plaadile tihendatud vormis ja helimängijad peavad helifailid lahti pakkima.
 
==Arhiveerimine==
Heli andmete tihendamist, mida eristatakse dünaamilise raadiuse tihendamisest (Inglise K. ''"Dynamic range compression"''), kasutatakse selleks, et vähendada edastamiseks vajalikku [[Ribalaius|ribalaiust]] ja ladustamiseks vajalikku [[Mälu (arvuti)|mälumahtu]]. Heli andmete tihendamise [[Algoritm|algoritme]] implementeeritakse tarkvarasse ja neid kutsutakse heli koodeksiteks (Inglise K. ''"Codec"''). Kadudega heli andmete pakkimise [[Algoritm|algoritmid]] või koodeksid võimaldavad efektiivsemat andmete pakkimist, kuid vähendavad [[kvaliteet|kvaliteeti]], ja neid kasutatakse väga paljudes heliga seotud rakendustes. Need [[Algoritm|algoritmid]] peaaegu kõik tuginevad psühhoakustika uurimustöödele, mis leida ja vähendada inimesele vähem tajutavad vähem kuuldavad või mittetähenduslikud helid, seega vähendades [[Mälu (arvuti)|mäluruumi]] ja [[Ribalaius|ribalaiuse]] vajadust ladustamise või edastamise puhul.
 
Nii kadudega kui kadudeta pakkimisel vähendatakse informatsiooni liiasust, kasutades meetodeid nagu kodeerimine, mustri eristamine ja lineaarne ennustamine, et vähendada andmete hulka, mis esindab tihendamata informatsiooni<ref>{{cite journal|last=Mahdi|first=O.A.|coauthors=Mohammed, M.A.; Mohamed, A.J.|title=Implementing a Novel Approach an Convert Audio Compression to Text Coding via Hybrid Technique|journal=International Journal of Computer Science Issues|year=2012|month=November|volume=9|issue=6, No. 3|pages=53–59|url=http://ijcsi.org/papers/IJCSI-9-6-3-53-59.pdf|accessdate=6. Marchmärts 2013}}</ref>.
 
Dünaamilise raadiuse tihendamine (Inglise K. ''"Dynamic range compression"'') tähendab valjude helide vaigistamist ja vaiksete helide valjemaks tegemist, mis jätab helitugevuse teatud valjuduse ja vaiksuse limiidi vahele. See eemaldab erandlikud olukorrad, kus helitugevus on liiga kõrge või liiga madal, ja seeläbi vähendab helifaili suurust.
=== Video ===
 
Video andmete tihendus kasutab tänapäevaseid kodeerimistehnikaid, et vähendada liiasust video andmetes. Enamus video andmete pakkimise [[Algoritm|algoritme]] või koodekseid kombineerivad ruumilise pildi pakkimise (Inglise K. ''"Spatial image compression"'') ja ajalise liikumise hüvitamise (Inglise K. ''"Temporal motion compensation"''). Enamus video koodekseid kasutab heli pakkimise tehnikaid paralleelselt video pakkimisele, aga andmed on ühendatud üheks hulgaks<ref>{{cite web|title=Video Coding|url=http://csip.ece.gatech.edu/drupal7/?q=technical-area/video-coding|work=Center for Signal and Information Processing Research|publisher=Georgia Institute of Technology|accessdate=12. Decemberdetsember 2013}}</ref>.
 
Enamus video andmete tihendamise [[Algoritm|algoritme]] kasutavad kadudega tihendamist. Tihendamata video nõuab väga kõrget andmeedastuskiirust. Kuigi kadudeta tihendamise koodeksid suudavad pakkuda keskmiselt kolmekordset tihendust, tüüpiline [[MPEG-4|MPEG-4]] formaadi kadudega tihendus suudab vähendada andmete suurust 20 kuni 200 korda<ref>{{cite book|last=Graphics & Media Lab Video Group|title=Lossless Video Codecs Comparison|year=2007|publisher=Moscow State University|url=http://compression.ru/video/codec_comparison/pdf/msu_lossless_codecs_comparison_2007_eng.pdf}}</ref>. Nagu kõikides kadudega tihendamise algoritmides, on loodud kompromiss video kvaliteedi, arvuti jõudluse maksumuse ja süsteemi nõuete vahel.
Üks kõige võimsamaid tehnikaid video pakkimiseks on raamiväline tihendus (Inglise K. ''"Interframe compression"''), kus kasutatakse varasemaid või järgnevaid kaadreid jadas, et pakkida käesolev [[kaader|kaader]], kuid sarnane meetod, raamisisene tihendus (Inglise K. ''"Intraframe compression"''), kasutab ainult käesolevat kaadrit, olles rohkem pildi tihendus<ref>{{cite book|last=Faxin Yu, Hao Luo, Zheming Lu|title=Three-Dimensional Model Analysis and Processing|year=2010|publisher=Springer|location=Berlin|isbn=9783642126512|page=47}}</ref>.
 
Raamivälise pakkimise puhul võrreldakse igat kaadrit jadas eelnevaga, et näha, kas järgneval kaadril on alasid, kus midagi ei ole muutunud. Kui selline ala eksisteerib, siis kopeeritakse see ala lihtsalt eelmiselt pildilt järgnevale. Kui selle ala asukoht on muutunud, siis pööratakse ja liigutatakse eelmisel kaadril olevat ala. See siiski on palju vähem [[Mälu (arvuti)|mälumahtu]] nõudev, kui iga pilt uuesti [[Mälu (arvuti)|mälusse]] jätta ja vajadusel esitada. Raamiväline tihendus töötab ideaalselt programmide puhul, mis lihtsalt mängivad video vaatajale<ref>{{cite web|last=Bhojani|first=D.R.|title=4.1 Video Compression|url=http://shodh.inflibnet.ac.in/bitstream/123456789/821/5/05_hypothesis.pdf|work=Hypothesis|accessdate=12. Decemberdetsember 2013}}</ref>.
 
Probleem raamivälise pakkimisega on aga see, et kuna see [[algoritm]] kopeerib andmeid ühelt kaadrilt teisele, võib juhtuda olukordi, kus vajalik [[kaader|kaader]] on kaduma läinud. Nendes olukordades ei ole võimalik konstrueerida järgmiseid kaadreid õigesti.
1940

muudatust