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Komprimieren / Kompression

Autor: Martin Puaschitz (onestone)
Datum: 01-01-2002, 21:57:42
Referenzen: http://www.glossar.de/
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Verfahren,
  • um Speicherplatz auf Diskette, CD oder Festplatte besser zu nutzen bzw.
  • die Datenübertragung über das Netz bzw. die Telefonleitung zu beschleunigen oder
  • Dateimonster (z.B. digitale Videos) so zu verkleinern, daß sie verarbeitbar werden und nicht die Festplattenkapazitäten sprengen (siehe auch Videokompression).


Die einfachste Methode - nämlich die "Lauflängen-Kodierung" bzw. "run length compression" - beruht darauf, beispielsweise die 5 RGB-Werte aufeinanderfolgender Bildpunkte nicht auszuschreiben sondern gezählt abzuspeichern:
  • statt "12/56/177,12/56/177,12/56/177,12/56/17712/56/177"
  • also "5 mal 12/56/177"


Bei den Komprimierungs-Methoden werden prinzipiell u.a. unterscheiden:
  • verlustfreie Komprimierung - z.B. ZIP
    Eine Komprimierungsmethode, bei der die Originaldaten erhalten werden - was für Programme, Texte oder Tabellen unumgänglich ist. Packer wie Winzip oder ARJ arbeiten mit dieser Methode (genauer: mit der von Lempel und Ziv entwickelten LZ77-Komprimierung in Kombination mit einer Huffman-Codierung).
    Im allgemeinen ist eine verlustfreie Komprimierung bei digitalisierten Videos und gescannten Fotografien nicht sehr effektiv.
     
  • verlustreiche Komprimierung - z.B. JPEG, MPEG und M-JPEG
    Bei verlustbehafteten Komprimierungs-Methoden gehen Informationen unwiederbringlich verloren. Diese Verfahren komprimieren sehr stark, können aber nur für Datentypen eingesetzt werden, bei denen Verluste wenig auffallen oder die sich verlustfrei nur schlecht komprimieren lassen - dazu zählen Audio-, Video- und Bilddaten
    Die Datenmenge, die verlorengeht, hängt vom Grad der in der Regel einstellbaren Komprimierung ab. Wichtig zu wissen ist, dass viele verlustreiche Komprimierungsmethoden bei erneuter Komprimierung weitere Inhalte verlieren. Dieser zusätzliche Verlust ist allerdings abhängig von der Komprimierungsmethode; der QuickTime Video Codec wurde z.B. so entwickelt, daß der zusätzliche Verlust bei erneuter Komprimierung gering gehalten wird (siehe auch Videokompression).
     
  • räumliche Komprimierung - z.B. M-JPEG
    Bei der räumlichen (Video-)Komprimierung werden die einzelnen Frames einer Video-Sequenz für sich komprimiert - z.B. nach der JPEG-Methode. Häufig auftretende Nebenwirkung der räumlichen Komprimierung sind Unschärfen, Blockbildungen (Kompressions-Artefakte), Streifen (Linien gleicher Farbe) und Konturbildungen (Bereiche gleicher Farbe).
     
  • zeitliche Komprimierung - z.B. MPEG
    Bei der zeitlichen (Video-)Komprimierung werden immer mehrere Frames einer Sequenz berücksichtigt, indem nämlich nur die Änderungen gegenüber dem Vorgänger-Frame gespeichert werden. Als Referenz werden allerdings in regelmäßigen Abständen Key-Frames berücksichtigt, die das vollständige Bild enthalten.


Die bekanntesten Komprimier- / Pack-Programme für "normale" Dateien sind:

Die bekanntesten Komprimier- / Pack-Programme für Bild-Dateien sind:
  • GIF,
  • JPEG und
  • PNG




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