יחס דחיסה. יחס דחיסת נתונים של ויסמן

עקרונות דחיסת מידע

כל שיטת דחיסת מידע מבוססת על מודל מקור המידע, או ליתר דיוק, על מודל יתירות. במילים אחרות, כדי לדחוס מידע, נעשה שימוש במידע כלשהו לגבי איזה סוג מידע נדחס - מבלי שיהיה שום מידע על המידע, אי אפשר להניח לחלוטין שום הנחות לגבי איזו טרנספורמציה תפחית את נפח ההודעה. נעשה שימוש במידע זה בתהליך הדחיסה והדחיסה. ניתן לבנות או לפרמט את מודל יתירות עוד בשלב הדחיסה. שיטות המאפשרות שינוי מודל יתירות המידע על סמך נתוני קלט נקראות אדפטיבית. לא מסתגלים הם בדרך כלל אלגוריתמים ספציפיים מאוד המשמשים לעבודה עם מאפיינים מוגדרים ללא שינוי. הרוב המכריע של האלגוריתמים מספיק האוניברסאליים מסתגלים במידה זו או אחרת.

כל שיטת דחיסת מידע כוללת שתי המרות הפוכות זו לזו:

• המרת דחיסה;
• המרת הרחבה.

טרנספורמציית דחיסה מספקת הודעה דחוסה מהמקור. לחץ שחרור מבטיח שההודעה המקורית (או הקירוב שלה) תתקבל מההודעה הדחוסה.

כל שיטות הדחיסה מחולקות לשתי מחלקות עיקריות

• ללא הפסד,
• עם הפסדים.

ההבדל המהותי בין השניים הוא כי דחיסה ללא אובדן מספקת את היכולת לשחזר במדויק את המסר המקורי. דחיסה אובדתית מאפשרת לך לקבל רק קירוב מסוים להודעה המקורית, כלומר שונה מהמקור המקורי, אך בתוך כמה שגיאות קבועות מראש. שגיאות אלה חייבות להיקבע על ידי מודל אחר - דגם המקלט, הקובע אילו נתונים ובאיזה דיוק מוגשים למקלט ואילו מקובל להשליך.

מאפייני אלגוריתם דחיסה ויישומים

יחס דחיסה

יחס הדחיסה הוא המאפיין העיקרי של אלגוריתם הדחיסה, המבטא את איכות היישום העיקרית. זה מוגדר כיחס בין גודל הנתונים הלא דחוסים לנתונים הדחוסים, כלומר:

k = ס o / ס ג,

איפה k - יחס דחיסה, ס o הוא גודל הנתונים הלא דחוסים, ו- ס ג - גודל הדחוס. לפיכך, ככל שיחס הדחיסה גבוה יותר, כך האלגוריתם טוב יותר. זה ראוי לציון:

• אם k \u003d 1, אז האלגוריתם אינו דוחס, כלומר הוא מקבל הודעת פלט בגודל השווה לזה הקלט;
• אם k < 1, то алгоритм порождает при сжатии сообщение большего размера, нежели несжатое, то есть, совершает «вредную» работу.

המצב עם k < 1 вполне возможна при сжатии. Невозможно получить алгоритм сжатия без потерь, который при любых данных образовывал бы на выходе данные меньшей или равной длины. Обоснование этого факта заключается в том, что количество различных сообщений длиной נ תבנית: E: bit הוא בדיוק 2 נ ... ואז מספר ההודעות השונות שאורכן קטן או שווה נ (אם יש לפחות הודעה אחת באורך קצר יותר) תהיה פחות מ -2 נ ... משמעות הדבר היא כי אי אפשר להתאים באופן חד משמעי את כל ההודעות המקוריות למסר דחוס: לחלק מההודעות המקוריות לא תהיה ייצוג דחוס, או שמספר הודעות מקוריות יתאימו לאותה הודעה דחוסה, מה שאומר שלא ניתן להבחין בהן.

יחס הדחיסה יכול להיות יחס קבוע (אלגוריתמי דחיסה מסוימים עבור צליל, תמונות וכו ', למשל A- חוק, μ-law, ADPCM) או משתנים. במקרה השני, ניתן לקבוע אותו עבור הודעה ספציפית, או להעריך על פי כמה קריטריונים:

• ממוצע (בדרך כלל על פני מערך בדיקה כלשהו);
• מקסימום (המקרה של הדחיסה הטובה ביותר);
• מינימלי (דחיסה במקרה הגרוע ביותר);

או אחר. יחס הדחיסה האבוד במקרה זה תלוי מאוד בשגיאת הדחיסה המותרת או שלה איכות, שמשמש בדרך כלל כפרמטר אלגוריתם.

אובדן סובלנות

הקריטריון העיקרי להבחנה בין אלגוריתמי דחיסה הוא נוכחות או היעדר הפסדים שתוארו לעיל. באופן כללי, אלגוריתמי דחיסה ללא אובדן הם רב תכליתיים במובן זה שניתן להחיל אותם על כל סוג של נתונים, בעוד שצריך להצדיק את השימוש בדחיסת אובדן. סוגים מסוימים של נתונים אינם סובלים כל סוג של אובדן:

• נתונים סמלים, המשתנים המובילים בהכרח לשינוי בסמנטיקה שלהם: תוכניות וקודי המקור שלהם, מערכים בינאריים וכו '.
• נתונים חיוניים, שינויים בהם יכולים להוביל לשגיאות קריטיות: למשל, מתקבלים מציוד מדידה רפואי או מכשירי בקרה של מטוסים, חלליות וכו '.
• נתונים הניתנים שוב ושוב לדחיסה ולחץ לחץ: קבצי גרפיקה, סאונד, וידיאו עובדים.

עם זאת, דחיסה אבודה מאפשרת לך להשיג יחסי דחיסה גבוהים בהרבה על ידי השלכת מידע לא משמעותי שאינו דוחס טוב. כך, למשל, אלגוריתם דחיסת השמע ללא אובדן FLAC, ברוב המקרים, מאפשר לך לדחוס אודיו פי 1.5-2.5, בעוד שאלגוריתם Vorbis האבוד, בהתאם לפרמטר האיכות שהוגדר, יכול לדחוס עד פי 15 תוך שמירה על איכות מקובלת. בְּדִיקַת עוֹמֶק.

דרישות מערכת אלגוריתמים

אלגוריתמים שונים עשויים לדרוש כמות שונה של משאבי מערכת מחשוב עליהם הם פועלים:

• זיכרון RAM (לנתוני ביניים);
• זיכרון קבוע (לקוד התוכנית ולקבועים);
• זמן מעבד.

באופן כללי, דרישות אלה תלויות במורכבות ו"אינטליגנציה "של האלגוריתם. כמגמה כללית, ככל שהאלגוריתם טוב יותר ורב-תכליתי, כך הוא דורש יותר דרישות ממכונה. עם זאת, במקרים ספציפיים, אלגוריתמים פשוטים וקומפקטיים עשויים לבצע ביצועים טובים יותר. דרישות המערכת קובעות את האיכויות הצרכניות שלהן: ככל שאלגוריתם פחות תובעני, כך הוא יכול לעבוד פשוט יותר, ולכן קומפקטי, אמין וזול.

מאחר ואלגוריתמי הדחיסה והדחיסה עובדים בזוגות, גם יחס דרישות המערכת אליהם חשוב. לעתים קרובות, על ידי סיבוך אלגוריתם אחד, אתה יכול לפשט מאוד את השני. לפיכך, יכולות להיות לנו שלוש אפשרויות:

אלגוריתם הדחיסה דורש הרבה יותר על משאבים מאשר אלגוריתם הלחץ. זהו הקשר הנפוץ ביותר, והוא ישים בעיקר במקרים בהם ישמשו מספר פעמים בנתונים דחוסים. דוגמאות כוללות נגני שמע ווידאו דיגיטליים. לאלגוריתמי דחיסה ודחיסה יש דרישות שוות בערך. האפשרות המקובלת ביותר עבור קו תקשורת, כאשר דחיסה וירידה בדחיסה מתרחשת פעם אחת בשני קצוותיה. למשל, זו יכולה להיות טלפוניה. אלגוריתם הדחיסה תובעני פחות באופן משמעותי מאלגוריתם הלחץ. מקרה אקזוטי למדי. ניתן להשתמש בו במקרים בהם המשדר הוא מכשיר נייד במיוחד, בו כמות המשאבים הזמינים היא קריטית מאוד, למשל חללית או רשת מבוזרת של חיישנים גדולה, או שהיא יכולה לפרוק נתונים הנדרשים באחוז קטן מאוד מהמקרים, למשל, הקלטת מצלמות טלוויזיה במעגל סגור.

ראה גם

קרן ויקימדיה. 2010.

ראה מהי "דחיסת מידע" במילונים אחרים:

דחיסת מידע - איחוד מידע - [L.G. Sumenko. המילון הרוסי האנגלי לטכנולוגיית מידע. מ ': GP TsNIIS, 2003.] נושאים טכנולוגיות מידע באופן כללי מילים נרדפות דחיסת מידע EN הפחתת מידע ...

מידע דחיסת - (דחיסת נתונים) הצגת מידע (נתונים) בפחות סיביות מהמקור. מבוסס על ביטול יתירות. להבדיל את ס 'ו. ללא אובדן מידע ועם אובדן מידע כלשהו שאינו משמעותי למשימות הנפתרות. ל ... ... מילון אנציקלופדי לפסיכולוגיה ופדגוגיה

דחיסה ללא אובדן הסתגלות - - [ל 'ג' סומנקו. המילון הרוסי האנגלי לטכנולוגיית מידע. מ ': GP TsNIIS, 2003.] נושאים טכנולוגיות מידע באופן כללי EN דחיסת נתונים ללא אובדן הסתגלות ALDC ... מדריך מתרגם טכני

דחיסה / דחיסת מידע - - [L.G. Sumenko. המילון הרוסי האנגלי לטכנולוגיית מידע. מ ': GP TsNIIS, 2003.] נושאים טכנולוגיות מידע בכלל דחיסות EN ... מדריך מתרגם טכני

דחיסת מידע דיגיטלי - - [L.G. Sumenko. המילון הרוסי האנגלי לטכנולוגיית מידע. מ ': GP TsNIIS, 2003.] נושאים טכנולוגיות מידע בכלל דחיסת EN ... מדריך מתרגם טכני

סאונד הוא גל פשוט, ואות דיגיטלי הוא ייצוג של אותו גל. זה נעשה על ידי אחסון המשרעת של האות האנלוגי מספר פעמים תוך שנייה אחת. לדוגמא, בתקליטור רגיל, שינן אות 44100 פעמים ב ... ... ויקיפדיה

תהליך המפחית את כמות הנתונים על ידי הפחתת יתירות. דחיסת נתונים כוללת דחיסת נתוני נתונים בגודל סטנדרטי. מבדילים בין דחיסה אובדת ללא אובדן. באנגלית: נתונים ... ... אוצר מילים פיננסי

דחיסת מידע על מפות דיגיטליות - עיבוד מידע קרטוגרפי דיגיטלי במטרה להפחית את נפחו, כולל ביטול יתירות בדיוק המדויק של הצגתו. [GOST 28441 99] נושאים קרטוגרפיה דיגיטלית הכללת מונחים שיטות וטכנולוגיות ... ... מדריך מתרגם טכני

שמונה פרקים בעונה עדיין לא מספיקים לסדרה כזו, הסיפור לא הספיק להתפתח באמת, אבל עדיין אני תוהה מה יהיה הלאה, וזה טוב. יתר על כן, העונה השנייה אושרה. הפרק האחרון היה די משעמם.

צוותו של פייפר בתשלום ניצל את החבלות של ארליך במהלך המצגת. ראשית, הנהלת הוועידה, המפוחדת מתביעה אפשרית (נקרא עורך הדין-גיטריסט), הציעה לפייפר בתשלום ללכת לסיבוב הבא ללא שום תחרות, ושנית, ארליך גם דחה אותם בסוויטה במלון.

ארליך, למרות שהוא מאוד מחניק, עדיין שימושי. הצוות צריך שיהיה אדם כזה - יהיר כמו טרקטור, אופטימי נוקב, זחוח, שתמיד יש לו רעיון אידיוטי מוכן ויכול להכות ילד קטן ומגעיל. ולא לכולם יש את הרוח לעשות זאת.

נראה שהכל בסדר, אבל מנהיגי הסטארט-אפ הלכו לבחון את המצגת של בלסון והוא הציג לא רק פרויקט רחב היקף עם חבורה של פונקציונליות שונה, שכן לחולי יש הרבה שירותים שניתן לשלב, אלא גם מקדם ויסמן מסוים, כלומר יחס דחיסה, יש לו את אותו הדבר כמו פיי פייפר. גורם הוויסמן נוצר במיוחד עבור המופע על ידי שני יועצים לסטנפורד, ויסמן ומיסרה.

באופן כללי, מתברר שמתחרים מגעילים בכל זאת הרסו את האלגוריתם של ריצ'רד באמצעות הנדסה לאחור. לפייפר בתשלום אין מה להראות מחר.

ארליך ניסה לרדוף אחרי בלסון, והאשים אותו בכל חטאי המוות מאלכוהוליזם ועד הטרדה מינית, ג'ארד השתגע, ודינש וגוילפויל ניסו למצוא עבודה חדשה.

עד הערב, כשג'ארד שוחרר מהמשטרה, כולם התכנסו במלון והחלו לחשוב מה לעשות. אף אחד לא רוצה להעמיד את עצמו להוצאה פומבית מחר, למעט ארליך, כמובן, שמאמין שההוצאות להורג פומביות מאוד פופולריות ובכלל זה כל עסק ראווה. כך או כך, הוא הולך לנצח, גם אם הוא באופן אישי צריך להטריד כל אחי בחדר הכושר. הרעיון הזה התקבל במפץ, מכיוון שכפי שכתבתי לאחרונה, מתכנתים יכולים להיסחף לכל משימה ולא אכפת להם אם זה זדוני או טיפשי. בזמן שהם חישבו באילו תנאים ארליך ייתן לכולם יד בזמן הקצר ביותר, רעיון הגיע לריצ'רד.

לא, זה לא הרעיון של ריצ'רד,

הצוות של פייד פייפר הוא זה שפותר את הבעיה של ארליך.

כפי שאתה יכול לדמיין, הכל נגמר טוב ופייד פייפר קיבל 50 אלף דולר. ופיטר גרגורי אמר להם שהוא לא נסער.

יותר מכל, אני מצטער שלא נראה שוב את פיטר גרגורי. זו הייתה הדמות הטובה ביותר אי פעם. אני לא יודע אם השופט שילם פייפר ימצא משקיע אחר שמשוגע באותה מידה.

ניתן לדחוס כל חומר בהשפעת לחץ חיצוני, כלומר הוא ישנה את נפחו במידה זו או אחרת. לכן, גזים עם לחץ הולך וגובר יכולים להפחית באופן משמעותי את נפחם. הנוזל נתון לשינוי הנפח עם שינוי הלחץ החיצוני במידה פחותה. דחיסותם של המוצקים נמוכה עוד יותר. דחיסות משקפת את התלות של התכונות הפיזיקליות של חומר במרחק בין מולקולותיו (האטומים). דחיסות מאופיינת ביחס הדחיסה (זהה ל: יחס דחיסה, יחס דחיסה, יחס התפשטות אלסטי בנפח).

הַגדָרָה

יחס דחיסה האם כמות פיזית שווה לשינוי היחסי בנפח חלקי שינוי הלחץ הגורם לשינוי בנפח החומר.

ישנם כינויים שונים ליחס הדחיסה, לרוב באותיות או. בצורה של נוסחה, יחס הדחיסה נכתב כ:

כאשר סימן המינוס משקף את העובדה שעליה בלחץ מובילה לירידה בנפח ולהיפך. בצורה דיפרנציאלית, המקדם מוגדר כ:

הנפח קשור לצפיפות החומר, לכן, עבור תהליכי שינוי הלחץ במסה קבועה, אתה יכול לכתוב:

ערך יחס הדחיסה תלוי באופי החומר, בטמפרטורה ובלחץ שלו. בנוסף לכל האמור לעיל, יחס הדחיסה תלוי בסוג התהליך בו משתנה הלחץ. לפיכך, בתהליך איזותרמי, יחס הדחיסה שונה מיחס הדחיסה בתהליך אדיאבטי. יחס דחיסה איזותרמי מוגדר כ:

איפה הנגזרת החלקית ב- T \u003d const.

ניתן למצוא את יחס הדחיסה האדיאבטי כ:

היכן הנגזרת החלקית באנטרופיה קבועה (S). לגבי מוצקים, גורמי הדחיסות האיזותרמית והאדיאבטית נבדלים מעט מאוד והבדל זה לרוב מוזנח.

קיים קשר בין מקדמי הדחיסה האדיאבטיים לאיזותרמיים, המשתקפים מהמשוואה:

היכן והינם החום הספציפי בנפח ולחץ קבועים.

יחידות יחס דחיסה

יחידת המידה הבסיסית של SI לגורם הדחיסה היא:

דוגמאות לפתרון בעיות

דוגמא 1

המשימה	תנו לקוביה מוצקה עם צדדים שווים לה לחוות לחץ מסביב. הצד של הקוביה מצטמצם על ידי. ביטא את יחס הדחיסה של קוביה אם הלחץ המופעל עליה משתנה ביחס לראשוני על ידי
הַחְלָטָה	בואו נעשה ציור. בהתאם להגדרת יחס הדחיסה, אנו כותבים: מכיוון שהשינוי בצד הקוביה שנגרם על ידי לחץ שווה, אזי ניתן לייצג את נפח הקוביה לאחר הדחיסה () כ: לכן אנו כותבים את השינוי היחסי בנפח כ: הכמות קטנה, ולכן אנו מניחים זאת שווים לאפס, אז נוכל להניח ש: החלף את השינוי היחסי בנפח מ (1.4) לנוסחה (1.1), יש לנו:
תשובה