Informatika | Információelmélet » Tömörítési technikák, tömörítő programok

Tömörítési technikák, tömörítő programok Adattömörítés A tömörítendő adatok olyan átalakítása, hogy azok az eredetileg szükséges tárolókapacitásnál kisebb helyen kevesebb bájtban vagy bitben legyenek tárolhatóak (ez a folyamat egyfajta kódolásként is felfogható). Adatkicsomagolás: a tömörített adatok visszaállítása a tömörítés előtti vagy hang és képinformáció esetén legalább az azt megközelítő állapotba. Mivel a tömörített adatok a felhasználók számára közvetlenül nem elérhetőek azokat felhasználás előtt mindig ki kell csomagolni (dekódolni) Az adattömörítési módszerek az Internet megjelenésével hatalmas fejlődésen mentek keresztül mivel igy a hálózaton történő adatcserét gyorsítja fel. A tömörítésnek két fő fajtája van, attól függően, hogy az eredeti állomány tökletesen visszaállítható-e a tömörített állományból. Van veszteségmentes és van adatvesztéssel járó

tömörítés Az adatvesztés nélküli tömörítést nevezhetjük még reverzibilis tömörítésnek is mert az adatok minden egyes bitje pontosan visszaállítható ezzel ellentétben az adatvesztéses a irreverzibilis vagyis visszafordíthatalan Adatveszetés nélküli tömörítés A adatvesztés nélküli módszert kell használni, ha elfogadhatatlan az állomány kisseb részleteinek elvesztése is (pl egy szövegből nem tűnhetnek el betűk). Hasonlóan ritkák a redundanciát használó csomagolási módszerek, bár CRC hozzáadása elérhető pl. tömörítés nélküli ZIP esetén, amely gyakorlatilag az állományok összefűzésére használható, állományok összefűzésére javasolható a TAR formátum is. Utóbbi formátum használata igen gyakran párosul a GZIP veszteségmentes tömörítéssel, az egyesített kiterjesztés jelzése TGZ. Ez tömörítéskor először TAR összefűzést, majd GZIP tömörítés alkalmazását jelenti, kitömörítéskor fordított

sorrendben történik a „kicsomagolás” (először GZIP, majd TAR). Az ilyen tömörítésnél az ismétlődő jeleket, jelsorozatokat rövidebb kódokkal helyettesíti a program. Ilyen tömörítési eljárás az LZW eljárás (melynek kb 2:1 a tömörítési aránya) képeknél a TIFF a GIF és a PCX formátumok keletkeznek ily módon Adatvesztés nélküli tömörítéshez használt programok: Legismertebbek: a ZIP a RAR, ARJ és az ACE. Programok fajtái: Két fő fajtája van a programoknak is : a „régifajta” parancssoros, amik még a DOS rendszer idején alakultak ki mint pl. a ZIP-UNZIP (külön be és kitömörítő program) vagy az ARJ ezekhez ismerni kellett a tömörítési parancsok mindegyikét (betömörítés, kitömörítés , milyen állományokat, hova) a RAR már kétablakos képernyővel jelent meg ahol kitömörítés nélkül meg lehetett nézni a fájlok tartalmát ). A másik fajta a grafikus felhasználói felületen jelenik meg (GUI) pl. WinZip,

WinAce és WinRar +sokegyéb más program létezik, amik már felhasználóbarátabb, egyszerű kezelőfelülettel rendelkeznek, párbeszédablakok könnyítik használatukat. Ezek már a tömörített fájlokat úgy kezelik mintha „könyvtárak” lennének, lehet az állományokat megnézni (ilyenkor a programi ideiglenesen kitömöríti) , lehet lépkedni a mappák között, az alkönyvtárakban. Önkicsomagoló fájlok . A tömörítő programok képesek arra hogy a tömörített állományok mellé még saját kicsomagoló programját is csatolja így kitömörítésnél nincs szükség magára a programra az elkészített exe-ben elég a kicsomagoláshoz Többlemezes tömörítés: Nagyobb mennyiségű adat flopikra való tömörítésénél használatos, a program sorszámozva, részekre bontva tömöríti a fájlokat, így ráfér külön-külön lemezekre, adathordozókra Adatvesztéssel járuló tömörítés Ez a módser olyan esetekben használható, amikor nem baj,

hogyha a kicsomagolás után az adatot nem az eredeti minőségében kapjuk vissza az adatok nem teljes mértékben egyeznek meg a tömörítés előtti állapottal. mint pl képek, mozgóképek vagy hangok-zenék és filmek, vagyis multimédiás állományok. A videóanyagoknál változó képek között sokszor még nagyobb képterületek hibái sem vehetők észre, és olyan is van a képek között, vagy képeknek egyes részei között hogy kevés a különbség akkor az a rész változatlanul marad így a méret is csökken. Az adat vesztéses tömörítés olyan nagy felbontású sokszínű képek tárolására és átvitelének előkészítésére is alkalmas, ahol bizonyos mértékű részletvesztés ( a nagyon jó minőség miatt) szemmel láthatóan nem rontja az élményt ilyen esetekben már nem nyerhető vissza a teljesen az eredeti kép e használatával elég nagy 15-20:1 arányú tömörítés érhető el. Pl.: A zenékben és hangfájloknál is lehetnek olyan halk

hangok, amelyeket elnyomnak az erősebbek A multimédiás tömörítéseknél az emberi érzékszervek felfogóképessége ad lehetőséget a túlságosan is jó minőségű képek lerontására” pl az ember 10-12 bites színmélységben különbözteti meg a színeket, de a számítógép ennek kétszeresével, háromszorosával dolgozik) Képek tömörítése JPEG (Joint Photograpers Experts Group mert profi fotós szakértők csoportja fejlesztette ki) Ez 24 bites színmélységig képes tömöríteni, akár 100:1 arányba (ami nagyon rossz minőséget, de a legkisebb helyfoglalást adja) még 40:1 aránynál is észrevehető a minőségromlás az 1:10 arány már jó minőséget és elfogható méretet ad. Az eljárás lényege az hogy az adatokat olyan helyen csökkentik ahol kevésbé tűnik fel az hiányuk az emberi szem számára Ez a tömörítés úgy történik hogy a képet 8×8-as képpontból álló blokkokra (szegmensek) és ennek a 64 pontnak a jellemzőit a bal

felső sarokban levő hasonlóságuk alapján írják le (DCT, PCM kódolás) Mert a ez egyszerűbb mintha a 64 pont jellemzőit egyenként jegyeznék le. Így a veszteséges módon csomagolt kapott kódot veszteségmentesen tömörítik tovább. Az ilyen módon tömörített képek használatához szükség van kódoló-dekódoló programra, amit ma már szinte minden egyszerűbb képnéző –szerkesztő program tartalmaz. Az adatok csomagolása a számítógép teljesítménye és a fájlméret függvényében változik. GIF formátum (Graphics Interchange Format) ami max. 256 színt képes kezelni, veszteségmentes tömörítésű állományokat ad és az Internet egyik legelterjedtebb képformátuma (a JPEG mellett) Mozgókép-tömörítés (és hang) MPEG (Motion Picture Experts Group), hasonló, mint a JPEG, mozgókép szakértői csoport). Digitális videofilmek egyik leggyakoribb tömörítési, tárolási módszere sok különböző alváltozat összefoglaló neve. MPEG1 CD

alkalmazásokat szolgáló (VideoCD,CD-I) kb. VHS minőségű videó tömörítés A becsomagolás és a kicsomagolás is számításigényes feladat , régi, gyengébb sz.gépekben erre speciális videokártyára volt szükség . A JPEG-el ellentétben nem közelíti meg a (8×8-as szegmensméretet,. A tömörítés a egymást követő képekben megegyező információkat használja fel Ez az ún. különbségi keret (delta-frame) segítségével történik, amelyben az egymást követő képek megváltozott információját tárolják. A tömörítő nem csak a kameramozgás következtében megváltozott képrészleteket ismeri fel, hanem jövőbeli képelemeket is felhasználhat egy képkocka előállításához. MPEG1 Layer 3 közismert nevén MP3 Az MPEG1 hangkódoló része a CD hangminőségét megközelíti, de a CD-DA formátumnál 10× kevesebb helyet foglal. Népszerű formátummá vált a zenék tömörítése során MPEG2. MPEG1-re épülő műholdas műsorok

céljából készült szabvány Nagyképernyős TVk (HDTV, DVB) minőségét elérő, házimozi rendszereknél használt tömörítési formátum, A DVD lemezeken lévő filmeknél is a használt töm. eljárás a MPEG2 egyik változata MPEG3 stúdióminőségű, többcsatornás videóanyagok tömörítési módszere MPEG4 az MPEG tömörítések legújabb változata, nagyon jó minőségű (DivX) AVI az ilyen állományokban a videó és a hang összefésülve van tömörítés az MPEG módszerhez hasonló módon történik Tömörítések csoportosítása más módon: Röptömürítés dinamikus tömörítés a teljes merevlemezen vagy annak egy részén tömörítve van az információ, de a munka a tömörítetlen adatokkal folyik A merevlemezre íráskor tömörítés , olvasáskor kicsomagolás történik . Hátránya hogy hiba esetén az egész tömített állomány(ok) elérhetetlen(ek) Adaptív tömörítés (alkalmazkodó) Olyan módszer, ami folyamatosan figyeli a

tömörítés alatt álló adatokat, és algoritmusát úgy módosítja, hogy mindig a leghatékonyabb sűrítést érje el (pl. fraktáltömörítés, vektorgrafika) Aszimmetrikus tömörítés Kép vagy videótömörítésnél használt módszerek Becsomagoláskor sok erőforrást és időt igényel de kicsomagolásnál gyors a helyreállításban