データ圧縮テクノロジーのパフォーマンスを測定するための重要な指標は何ですか?

データ圧縮テクノロジのパフォーマンスを測定するには、3 つの重要な指標があります: 1. データ圧縮率は、圧縮されるデータの割合を指します; 2. 圧縮を達成するアルゴリズムはシンプルである必要があります。速度が速い; 3. データ回復効果が良好である必要があり、元のデータが可能な限り完全に復元される必要があります。

このチュートリアルの動作環境: Windows 7 システム、Dell G3 コンピューター。

データ圧縮技術は、信号を最小限の桁数で表現する技術です。

デジタルマルチメディア情報、特にデジタルビデオ信号やデジタルオーディオ信号はデータ量が膨大であるため、効果的な圧縮がなければ実用化は困難です。したがって、データ圧縮技術は、今日のデジタル通信、放送、ストレージ、およびマルチメディア エンターテイメントにおける重要な共通技術となっています。

データ圧縮方法を測定するための指標: 圧縮率、速度、効果。

• データ圧縮率

  データ圧縮率 (英語名: data Compression Ratio) は、圧縮の品質の尺度です。データ圧縮インデックスの効率。圧縮されるデータの割合を指します。

• #圧縮アルゴリズムはシンプルである必要があります。つまり、データ圧縮速度は速い必要があります。

• # #データ回復効果は良好である必要があり、可能な限り元のデータを完全に復元します
  

データ圧縮とは、データ量を減らしてストレージ領域を削減することを指します。情報を失わずに送信を改善する、ストレージと処理効率への技術的アプローチです。または、特定のアルゴリズムに従ってデータを再編成し、データの冗長性とストレージ容量を削減します。

データ圧縮は 2 つのカテゴリに分類され、3 つの分類方法があります:

1. インスタント圧縮と非インスタント圧縮

インスタント圧縮とは、音声信号をデジタル信号に変換し、同時に圧縮し、インターネットを通じて瞬時に伝送します。リアルタイム圧縮は通常、ビデオおよびオーディオ データの送信に使用されます。

非リアルタイム圧縮は必要に応じて実行されますが、リアルタイムの性質はありません。非即時圧縮には通常、特別な機器は必要ありません。対応する圧縮ソフトウェアをコンピュータに直接インストールして使用するだけです。

2. デジタル圧縮とファイル圧縮

デジタル圧縮とは、特に、リアルタイムで収集、処理、送信されることが多い、時間に敏感なデータを指します。

ファイル圧縮とは、具体的には、記事データ、音楽データ、プログラムエンコードデータなどの、ディスクなどの物理メディアに保存されるデータの圧縮を指します。

3. 可逆圧縮と非可逆圧縮

可逆圧縮ではデータの統計的冗長性を利用して圧縮するため、一般に可逆圧縮の圧縮率は低くなります。このタイプの方法は、データの正確な保存が必要な特殊なアプリケーションで、テキスト データ、プログラム、画像データの圧縮に広く使用されています。

非可逆圧縮方式は、人間の視覚と聴覚が画像や音声の特定の周波数成分に鈍感であるという事実を利用しており、圧縮プロセス中に一定量の情報が失われる可能性があります。非可逆圧縮は、音声、画像、およびビデオ データの圧縮に広く使用されています。

拡張情報: データ圧縮の応用

非常に単純な圧縮方法はランレングス符号化であり、代わりにデータやデータ長などの単純な符号化を使用します。連続データについても同様です。 、これは可逆データ圧縮の例です。この方法は、ディスク領域を有効活用したり、コンピュータ ネットワークの帯域幅を有効活用したりするために、オフィスのコンピュータでよく使用されます。ロスレス性は、スプレッドシート、テキスト、実行可能ファイルなどのシンボリック データにとって非常に重要な要件です。これは、一部の限られたケースを除いて、ほとんどの場合、1 データ ビットの変更さえも許容できないためです。

ビデオおよびオーディオ データの場合、データの重要な部分が失われない限り、ある程度の品質の劣化は許容されます。人間の知覚システムの制限を利用することで、ストレージ容量を大幅に節約でき、得られる結果の品質は元のデータの品質と大きく変わりません。これらの非可逆データ圧縮方法では、多くの場合、圧縮速度、圧縮データ サイズ、品質の低下の間で妥協する必要があります。

非可逆画像圧縮は、画質をほとんど損なうことなくストレージ容量を大幅に増やすためにデジタル カメラで使用されます。 DVD 用の非可逆 MPEG-2 コーデック ビデオ圧縮も同様の機能を実装しています。

非可逆オーディオ圧縮では、音響心理学的手法を使用して、信号の聞き取れない、または聞き取りにくい成分を除去します。人間の音声の圧縮には、より専門的な技術が使用されることが多いため、「音声圧縮」または「音声コーディング」を「音声圧縮」とは独立した研究分野として区別することがあります。さまざまなオーディオおよび音声圧縮規格がオーディオ コーデックのカテゴリに属します。たとえば、音声圧縮はインターネット電話に使用され、オーディオ圧縮は MP3 プレーヤーを使用した CD のリッピングとデコードに使用されます。

理論的圧縮の理論的基礎は、情報理論 (アルゴリズム情報理論と密接に関連しています) とレート歪み理論です。この分野の研究活動は、主に 1940 年代後半から 1950 年代前半に研究していたクロード シャノンによって築かれました。 . この分野の基礎論文を出版しました。 Doyle と Carlson は 2000 年に、データ圧縮には「あらゆるエンジニアリング分野で最もシンプルかつエレガントな設計原則の 1 つがある」と書いています。暗号化とコーディング理論も密接に関連する主題であり、データ圧縮の考え方は統計的推論に深く根ざしています。

多くの可逆データ圧縮システムは、4 段階のモデルとして見ることができます。非可逆データ圧縮システムには、通常、予測、周波数変換、量子化などのさらに多くの段階が含まれます。

関連知識の詳細については、FAQ 列をご覧ください。

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