Poměr komprese dat - Data compression ratio

Poměr komprese dat , známý také jako kompresní výkon , je měřítkem relativního zmenšení velikosti reprezentace dat vytvářené algoritmem komprese dat. Obvykle se vyjadřuje jako rozdělení nekomprimované velikosti na komprimovanou velikost.

Definice

Poměr komprese dat je definován jako poměr mezi nekomprimovanou velikostí a komprimovanou velikostí :

${\ displaystyle {\ rm {Compression \; Ratio}} = {\ frac {\ rm {Uncompressed \; Size}} {\ rm {Compressed \; Size}}}}}$

Reprezentace, která komprimuje velikost úložiště souboru z 10 MB na 2 MB, má tedy kompresní poměr 10/2 = 5, často označovaný jako explicitní poměr, 5: 1 (čtěte „pět“ až „jeden“) nebo jako implicitní poměr, 5/1. Tato formulace platí stejně pro kompresi, kde nekomprimovaná velikost odpovídá originálu; a pro dekompresi, kde nekomprimovaná velikost je velikost reprodukce.

Někdy je místo toho dána úspora místa , která je definována jako zmenšení velikosti vzhledem k nekomprimované velikosti:

${\ Displaystyle {\ rm {Space \; Saving}} = 1-{\ frac {\ rm {Compressed \; Size}} {\ rm {Uncompressed \; Size}}}}}$

Reprezentace, která komprimuje velikost úložiště souboru z 10 MB na 2 MB, přináší úsporu místa 1 - 2/10 = 0,8, často uváděná jako procento, 80%.

U signálů neurčité velikosti, jako je streamování zvuku a videa, je místo velikostí dat kompresní poměr definován pomocí nekomprimovaných a komprimovaných datových rychlostí :

${\ Displaystyle {\ rm {Compression \; Ratio}} = {\ frac {\ rm {Uncompressed \; Data \; Rate}}} {\ rm {Compressed \; Data \; Rate}}}}$

a místo úspory místa se hovoří o úspoře datové rychlosti , která je definována jako snížení rychlosti přenosu dat vzhledem k rychlosti nekomprimovaného dat:

${\ Displaystyle {\ rm {Data \; Rate \; Saving}} = 1-{\ frac {\ rm {Compressed \; Data \; Rate}} {\ rm {Uncompressed \; Data \; Rate}}}}$

Například nekomprimované skladby ve formátu CD mají datový tok 16 bitů/kanál x 2 kanály x 44,1 kHz ≅ 1,4 Mbit/s, zatímco soubory AAC v iPodu jsou obvykle komprimovány na 128 kbit/s, což vede k kompresnímu poměru 10,9 , pro úsporu datové rychlosti 0,91 nebo 91%.

Když je známa rychlost nekomprimovaných dat, kompresní poměr lze odvodit z rychlosti komprimovaných dat.

Lossless vs. Lossy

Bezztrátová komprese digitalizovaných dat, jako je video, digitalizovaný film a zvuk, uchovává všechny informace, ale obecně nedosahuje kompresního poměru mnohem lépe než 2: 1 kvůli vnitřní entropii dat. Kompresní algoritmy, které poskytují vyšší poměry, buď způsobují velmi velké režie, nebo fungují pouze pro konkrétní datové sekvence (např. Komprimace souboru s většinou nulami). Naproti tomu ztrátová komprese (např. JPEG pro obrázky nebo MP3 a Opus pro zvuk) může dosáhnout mnohem vyšších kompresních poměrů za cenu snížení kvality, jako je streamování zvuku přes Bluetooth, protože artefakty vizuální nebo zvukové komprese ze ztráty důležitých informací jsou představeny. Aby se video 1080i dostalo do přenosového proudu MPEG o rychlosti 20 Mbit/s, je zapotřebí kompresní poměr alespoň 50: 1 .

Využití

Poměr komprese dat může sloužit jako měřítko složitosti datové sady nebo signálu. Zejména se používá k aproximaci algoritmické složitosti . Slouží také ke zjištění, jak velkou část souboru lze komprimovat, aniž by se zvětšila jeho původní velikost.

Viz také

• Počítačová věda

Reference

externí odkazy

• Nedegradující ztrátová komprese