Техника сжатия без потерь

В общих чертах смысл сжатия без потерь таков. В исходных данных находят какую-либо закономерность и с учётом этой закономерности генерируют вторую последовательность, которая полностью описывает исходную. Например, для кодирования двоичных последовательностей, в которых много нулей и мало единиц, мы можем использовать такую замену:

00 → 0

01 → 10

10 → 110

11 → 111

В таком случае шестнадцать битов

00 01 00 00 11 10 00 00

будут преобразованы в тринадцать битов

0 10 0 0 111 110 0 0

Такая подстановка является префиксным кодом, то есть обладает такой особенностью: если мы запишем сжатую строку без пробелов, мы всё равно сможем расставить в ней пробелы — а значит, восстановить исходную последовательность. Наиболее известным префиксным кодом является код Хаффмана.

Большинство алгоритмов сжатия без потерь работают в две стадии: на первой генерируется статистическая модель для входящих данных, вторая отображает входящие данные в битовом представлении, используя модель для получения «вероятностных» (то есть часто встречаемых) данных, которые используются чаще, чем «невероятностные».

Статистические модели алгоритмов для текста (или текстовых бинарных данных, таких как исполняемые файлы) включают:

• Преобразование Барроуза — Уилера (блочно-сортирующая пре-обработка, которая делает сжатие более эффективным)

• LZ77 и LZ78 (используется DEFLATE)

• LZW

Алгоритмы кодирования через генерирование битовых последовательностей:

• Алгоритм Хаффмана (также используется DEFLATE)

• Арифметическое кодирование

Методы сжатия без потерь

Полный список смотрите в Категория:Сжатие данных

Многоцелевые

• Кодирование длин серий — простая схема, дающая хорошее сжатие данных, которые содержат много повторяющихся значений

• LZW — используется в gif и во многих других.

• Deflate — используется в gzip, усовершенствованной версии zip и как часть процесса сжатия PNG.

• LZMA — используется в 7-zip.

Сжатие аудио

• Apple Lossless — ALAC (Apple Lossless Audio Codec)

• Audio Lossless Coding — также известен как MPEG-4 ALS

• Direct Stream Transfer — DST

• Dolby TrueHD

• DTS-HD Master Audio

• Free Lossless Audio Codec — FLAC

• Meridian Lossless Packing — MLP

• Monkey's Audio — Monkey’s Audio APE

• OptimFROG

• RealPlayer — RealAudio Lossless

• Shorten — SHN

• TAK — (T)om’s verlustfreier (A)udio (K)ompressor (нем.)

• TTA — True Audio Lossless

• WavPack — WavPack lossless

• WMA Lossless — Windows Media Lossless

Сжатие графики

• ABO — Adaptive Binary Optimization

• BTPC

• CALIC

• CREW

• CTW

• DPCM

• GIF — (без потерь только для изображений содержащих не более 256 цветов)

• JBIG2 — (с потерями или без Ч/Б изображений)

• Lossless JPEG — (расширение стандарта сжатия JPEG, обеспечивающее сжатие без потерь)

• JPEG-LS — (стандарт сжатия без потерь/почти без потерь)

• JPEG 2000 — (в режиме сжатия без потерь)

• LOCO-I

• MRP

• PGF — Progressive Graphics File (сжатие с/без потерь)

• PNG — Portable Network Graphics

• PWC

• TIFF — (исключая режимы сжатия с потерями^[1])

• TMW

• HD Photo — (включая метод сжатия без потерь)

Сжатие видео

• Animation codec

• CamStudio Video Codec

• CorePNG

• FFV1

• Huffyuv

• Lagarith

• LCL

• MSU Lossless Video Codec

• Qbit Lossless Codec

• SheerVideo

• TSCC — TechSmith Screen Capture Codec

• WMC — Wavelet Media Codec

• Motion JPEG 2000

Сжатие текстов

• PPM — архиватор HA (автор Harry Hirvola), использующий алгоритм PPM, известен высокой степенью сжатия на текстовых файлах; по этому параметру он превосходил первые версии появившегося несколько лет спустя RAR. Поэтому популярные в конце 90-х годов компакт-диски наподобие «Библиотека в кармане» использовали именно HA.

Примеры алгоритмов

• Семейство алгоритмов Лемпеля-Зива

• RLE (Run-length encoding — Кодирование длин серий)

Примеры форматов и их реализаций

• универсальные — Zip, 7-Zip, RAR, GZip, PAQ и др.

• звук — FLAC (Free Lossless Audio Codec), Monkey's Audio (APE), TTA (True Audio), TTE, LA (LosslessAudio), RealAudio Lossless, WavPack и др.

• изображения — BMP, PNG

• видео — Huffyuv

Сжатие данных с потерями

Сжатие данных с потерями — метод сжатия (компрессии) данных, при использовании которого распакованные данные отличаются от исходных, но степень отличия не является существенной с точки зрения их дальнейшего использования. Этот тип компрессии часто применяется для сжатия аудио- и видеоданных, статических изображений, в Интернете, особенно в потоковой передаче данных, и цифровой телефонии. Альтернативой является сжатие без потерь.