압축 기술에 대한 전체 세부 정보

멀티미디어, 비디오 이미지, 문서 매핑 및 기타 기술의 출현으로 데이터 압축은 네트워크 관리자에게 중요한 문제가 되었습니다. 데이터 압축은 기본적으로 데이터를 압축하여 디스크 저장 공간을 덜 차지하고 전송 시간을 단축합니다. 압축의 기본은 디지털 데이터에 많은 반복이 포함되어 있다는 것입니다. 이러한 반복된 정보를 용량을 줄이는 목적을 달성하기 위해 공간을 덜 차지하는 기호나 코드로 대체합니다. 기본 소개 중국어 이름: 압축 기술 외국 이름: ?압축 기술 기본 압축 기술: 공간 압축 등 범주: 자세한 내용은 본문 기술 소개, 기술 표준, 압축 형식, 파일 압축, 데이터 압축, 오디오 및 비디오 압축 참조 , 기술 소개 기본 압축 기술: 공백 압축(Null Compression)은 공백 문자열을 압축 코드로 대체합니다. 압축 코드 뒤의 값은 공백 수를 나타냅니다. Run-Length Compression (런 길이 압축) 공간 압축 기술의 확장으로, 4개 이상의 반복되는 문자로 구성된 문자열을 압축합니다. 문자열은 압축 코드, 반복 문자 및 반복 문자 수를 나타내는 값으로 대체됩니다. 키워드 인코딩은 공통 문자 집합을 나타내는 값 테이블을 생성합니다. for, the 또는 sh, th와 같은 문자 쌍과 같이 자주 발생하는 단어는 토큰으로 표시되며 이러한 문자를 저장하거나 전송하는 데 사용됩니다. 허프만 통계 방법은 데이터의 문자가 다양한 분포를 가지고 있다고 가정하는 압축 기술입니다. 즉, 일부 문자가 다른 문자보다 더 자주 발생합니다. 문자가 자주 발생할수록 이를 인코딩하는 데 사용되는 비트 수가 줄어듭니다. 이 인코딩 체계는 테이블에 저장되며 데이터 전송 중에 문자를 디코딩하는 방법을 알 수 있도록 수신 데이터 기계로 전송될 수 있습니다. 압축 알고리즘은 소프트웨어 기반이기 때문에 실시간 환경에서는 추가적인 오버헤드가 발생하여 많은 문제가 발생할 수 있습니다. 파일 백업 및 보관 중에는 압축에 문제가 없습니다. 고성능 시스템을 사용하면 오버헤드와 성능 문제를 상당 부분 제거하는 데 도움이 됩니다. 또한 압축 해제 소프트웨어도 파일과 함께 제공되지 않는 한 압축하면 파일의 이식성이 제거됩니다. 일부 파일은 이미 압축되어 있으므로 추가 외부 압축은 아무런 이점도 얻지 못합니다. TIFF(Tag Image File Format)와 같은 일부 그래픽 파일 형식에는 이미 압축이 포함되어 있습니다. 스토리지 시스템 압축 스토리지 시스템 압축 스토리지 시스템 압축 아카이브 스토리지의 압축 알고리즘을 논의하기 전에 아카이브 압축이 디스크 인코딩과 다르다는 점을 분명히 해야 합니다. 디스크 인코딩은 일반적으로 디스크의 물리적 표면에 더 많은 디지털 1과 0을 기록하여 디스크 드라이브에서 수행됩니다. 파일 압축은 파일의 문자와 비트 문자열을 더 작은 크기로 압축합니다. 파일 정보가 하드 드라이브의 쓰기 헤드로 전송되기 전에 소프트웨어에 의해 완료됩니다. 인코딩을 사용하는 최신 하드 드라이브는 단순히 CPU에서 1과 0의 스트림을 가져와 인코딩하지 않을 때보다 훨씬 작은 공간에 압축합니다. 여기에서는 디스크 인코딩에 대해 간략하게 설명했으며 다음에서는 파일 압축에 중점을 둡니다. 하드 디스크 드라이브와 같은 자기 디스크 기록 시스템은 디스크 표면의 자기장을 변화시켜 정보를 기록합니다. 두 가지 가능한 상태 사이의 자기장의 변화를 자속 전이라고 합니다. 간단히 말하면, 반전된 자속은 숫자 1을 나타내고, 반전되지 않은 자속은 숫자 0을 나타냅니다. 인코딩은 각 플럭스 플립이 더 많은 디지털 정보를 나타내도록 하는 방법을 제공합니다. 수정된 주파수 변조 시스템(MFM)에서 자속 반전은 여러 개의 1을 나타내고, 반전되지 않은 자속은 여러 개의 0을 나타냅니다. 인코딩 기술에는 다음이 포함됩니다. RLU(Run Length Limited) 코드는 비트 조합 형식을 더 적은 플럭스 플립으로 저장할 수 있는 코드로 나타냅니다. MFM과 비교하여 저장 용량이 50% 증가합니다. ARLL(Advanced Run Length Limited)은 비트 패턴을 플럭스 플립 밀도의 4배로 저장할 수 있는 코드로 변환하여 MFM의 기록 밀도를 두 배로 늘립니다. 디스크 인코딩으로 인해 이는 하드 드라이브에 의해 하드웨어 수준에서 자동으로 처리됩니다. 운전은 여기서 더 이상 논의할 필요가 없습니다.

하드 드라이브를 구입하면 특정 용량을 달성하기 위해 인코딩 체계를 사용하지만 드라이브 용량이 요구 사항을 충족하는 한 구매 후 인코딩 체계에 대해 걱정할 필요가 없습니다. 기술 표준 멀티미디어 정보 처리를 위한 여러 가지 압축 표준이 아래에 설명되어 있습니다. JPEG(Joint Photographic Experts Group) 압축(JPEG(Joint Photographic Experts Group) 압축) JPEG는 일반적인 알고리즘을 사용하여 정적 이미지를 압축합니다. 3차원 색상 및 좌표 영상 정보는 먼저 압축에 보다 적합한 형식으로 변환됩니다. 색상 정보도 인코딩되며 시스템에서 사용할 수 없는 경우 생략될 수 있습니다. 압축 값은 사용자가 선택할 수 있으며 허용할 수 있는 이미지 저하 정도에 따라 달라집니다. 이러한 초기 설정이 결정되면 무손실 또는 손실 압축 기술을 사용하여 파일을 압축할 수 있습니다. JPEG는 비디오 이미지를 처리하도록 특별히 설계된 것은 아니지만 프레임을 압축하고 크기와 빈도를 줄여 어느 정도 이를 수행합니다. 프랙탈 압축 Iterated Systems가 개발한 조각 압축 기술에서는 압축 실행기(특수 보드)가 조각에 대해 다양한 방식으로 작동하는 수학적 변환을 사용하여 이미지에서 일치하는 패턴을 찾아 이미지를 더 작은 조각과 더 작은 조각으로 나눕니다. . 반복되는 패턴은 원본 그래프를 재구성하기 위해 저장되며, 일치하지 않는 데이터는 중요하지 않은 것으로 간주되어 삭제됩니다. 사용자는 처리가 실행되는 시간을 선택할 수 있으며, 이에 따라 데이터 압축 정도가 결정됩니다. AVI(Audio-Video Interleave) AVI는 CD-ROM 디스크에 동영상 이미지를 저장하는 방법으로 Microsoft에서 개발했습니다. 정보를 읽을 때 압축을 풀려면 소프트웨어를 사용하십시오. 이 기술은 왜곡 없는 기술과 빠르지만 효율적이지 않은 특수 압축 알고리즘을 결합합니다. AVI 이미지는 초당 프레임 수가 줄어들어 만족스럽지 못한 이미지가 생성됩니다. 그러나 일부 응용 분야에서는 이 기술이 허용됩니다. DVI(Digital Video Interactive) DVI는 Intel에서 개발한 능동형 비디오 이미지 압축 방식으로 사실상의 표준으로 간주됩니다. AVI와 마찬가지로 원래는 CDROM 응용 프로그램에 사용되었으며 비디오 이미지를 이 형식으로 데스크탑 시스템에 성공적으로 가져왔습니다. 인데오 비디오(Indeo Video) 인데오 비디오는 비디오 이미지 파일을 비압축 크기의 1/5 ~ 1/10로 압축할 수 있는 디지털 비디오 이미지 기록 형식이자 압축 소프트웨어 기술입니다. 예를 들어 Indeo는 50MB 파일을 9MB로 줄일 수 있습니다. Indeo와 유사한 제품으로는 Windows용 Microsoft Video, OS/2 운영 체제, Macintosh 및 Windows용 Apple Quicktime이 있습니다. 재생은 제공된 하드웨어 유형에 따라 최적화되므로 더 빠른 시스템에서 프레임 재생 속도가 향상됩니다. 비디오 이미지는 저장했다가 압축하는 것이 아니라 수신 시 압축되기 때문에 비디오 이미지 녹화는 Intel i750 비디오 이미지 프로세서를 사용하여 최적화됩니다. 왜곡 및 비왜곡 기술을 포함한 다양한 압축 기술을 사용합니다. MPEG(Motion Picture Experts Group) MPEG는 국제적으로 인정되는 형식, 데이터 속도 및 압축 기술을 정의하는 여러 가지 비디오 압축 표준을 개발하고 있습니다. MPEG-1 사양은 오디오 및 비디오를 정의하고 1.5Mbps~2Mbps 속도로 디스크에서 풀 모션 비디오 이미지에 액세스하는 방법을 정의합니다. MPEG-2는 NTSC, PAI 및 SECAM 방송 시스템을 능가하는 품질의 풀 모션 비디오 이미지를 제공하기 위해 노력하고 있습니다. 다른 압축 방법은 연구 단계에 있으며 기존 방법은 개정되고 있으며 CCITT 위원회는 ISDN(Integrated Services Digital Network) 및 기타 서비스에서 화상 통화 및 화상 회의에 대한 표준 개발을 위해 노력하고 있습니다. 압축 양식 파일 압축 파일 압축을 구현하는 방법에는 여러 가지가 있으며, 한 번에 하나의 파일을 압축하거나 파일 그룹을 압축할 수 있는 다양한 도구가 제공됩니다. 다른 사용자에게 더 쉽게 전송할 수 있도록 파일 그룹을 단일 파일로 압축할 수 있으며 압축 해제 도구를 사용하여 파일의 압축을 풀 수 있습니다.

CompuServe 및 기타 게시판 소프트웨어에서 파일을 압축하는 데 사용되는 PKZIP(PKWARE Inc. of Glendale, Wisconsin)이라는 널리 사용되는 공유 파일 압축 도구를 사용하면 대부분의 게시판 서비스에서 PKZIP을 제거할 수 있습니다. DOS, NetWare, Windows NT 등을 포함한 대부분의 운영 체제에는 이제 압축 소프트웨어가 포함되어 있습니다. NetWare 4.x에서는 지정된 파일이나 전체 볼륨이나 지정된 디렉터리의 모든 파일을 자동으로 압축하는 것이 가능합니다. 특정 파일 속성을 설정하여 파일을 사용하지 않을 때 시스템이 자동으로 압축하도록 할 파일을 표시할 수 있습니다. 자동 압축 시스템을 활성화할 때 주의하세요. 일부 응용 프로그램은 파일이 압축된 상태로 인해 제대로 작동하지 않을 수 있습니다. 파일 압축에서 두 가지 중요한 개념은 무손실과 손실입니다. 무손실 압축 무손실 압축 시스템은 모든 정보가 압축된 파일에서 반환되고 파일의 모든 비트가 중요하다고 가정하므로 압축 알고리즘은 파일을 정확하게 압축하고 압축을 해제합니다. 손실 압축: 손실 압축 시스템은 압축 및 압축 해제 중에 일정량의 정보 손실이 허용된다고 가정합니다. 많은 고화질 그래픽 파일에는 압축 단계에서 손실되더라도 변경되지 않는 정보가 포함되어 있습니다. 예를 들어 컬러 사진을 고해상도로 스캔했지만 모니터에서 선명하게 표시할 수 없는 경우 세부 사항이 손실되지 않으므로 왜곡 없는 압축 방식을 사용할 수 있습니다. 사운드나 이미지 파일 역시 정보 손실로 인한 변화가 너무 작아서 압축을 풀고 재생할 때 눈에 띄지 않을 수 있기 때문에 손실 압축에 적합합니다. 무손실 압축에서는 정보 손실이 없지만 압축 비율은 일반적으로 2:1에 불과합니다. 왜곡 압축은 압축되는 정보 유형에 따라 100:1에서 200:1까지의 압축 비율을 제공하므로 소리와 이미지 정보를 잘 압축할 수 있습니다. . 일반적으로 중복된 정보가 많이 포함되어 있기 때문입니다. Datoo 통신을 위한 데이터 압축 압축 데이터 통신 압축 압축은 광역 링크의 처리량을 향상시킬 수 있습니다. 모뎀으로 연결된 저렴한 전화선을 사용할지 아니면 더 비싼 전용 연결을 사용할지 결정해야 하는 경우, 더 저렴한 옵션을 선택하면 데이터 압축 기능이 있는 모뎀이 추가 처리량을 제공합니다. 풀타임 연결이 필요한 경우 데이터 압축은 이러한 연결을 최대한 활용하는 데도 도움이 됩니다. 그러나 전송 속도가 64Kbps를 초과하면 압축이 회선 속도를 따라갈 수 없기 때문에 WAN 연결 지점에서 데이터 압축이 자동으로 완료되지 않습니다. 해결 방법은 PKZIP과 같은 압축 도구를 사용하여 파일을 전송하기 전에 파일을 더 작은 길이로 수동으로 압축하는 것입니다. 파일이 압축된 후 수신자에게 전송되고 수신자는 압축을 풉니다. 모뎀 제조업체는 이전에 언급한 많은 데이터 압축 기술을 사용했지만 CCITT V.42bis 데이터 압축 표준을 채택하고 대부분의 모뎀에 구현하면서 Lempel-Ziv 기술이 점점 더 대중화되었습니다. Motorola Codex는 현재 제한이 28.8Kbps이지만 100kbps를 초과하는 데이터 속도로 테스트를 수행했습니다. Lempel-Ziv 데이터 압축 알고리즘에서는 모든 단일 문자열이 전체 테이블을 차지합니다. 새 문자열이 나타나면 그림 C-25에 표시된 것과 유사한 트리 구조가 구축되며, 이는 트리의 "T" 가지를 보여줍니다. 트리의 모든 가지를 따라 세 글자로 된 단어를 추론할 수 있습니다. 트리의 각 가지는 모든 전송에서 전송되는 코드워드로 식별됩니다. 새 문자열이 나타나면 트리의 해당 분기에 노드가 추가되고 이를 나타내는 새 코드워드가 생성됩니다. MNP(Microcom Networking Protocol) 유형 5 및 유형 7 시리즈와 같은 다른 압축 방법이 있습니다. 그러나 최근 몇 년 동안 V. 42 표준은 대부분의 모뎀 제조업체에서 사용하는 압축 방법입니다. 오디오 및 비디오 압축 그래픽, 비디오 및 음성 압축 그래픽, 비디오 및 음성 압축 그래픽, 비디오 및 음성 압축 멀티미디어 및 화상 회의의 출현으로 일반적인 컬러 그래픽 이미지인 비디오 이미지 해상도에 따라 효율적인 압축 시스템이 중요해졌습니다. 2MB 이상의 디스크 공간이 필요하며, 비압축 풀모션 영상 1초에는 약 10MB의 디스크 공간이 필요합니다.

네트워크 관리자는 멀티미디어 파일을 서버나 다른 사용자에게 복사할 때 네트워크 대역폭을 소비하기 때문에 파일 크기에 대해 우려합니다. 다행스럽게도 대부분의 멀티미디어 이미지는 앞에서 설명한 왜곡 없는 압축 기술을 사용할 수 있습니다. 비디오 이미지 압축에서 각 프레임은 중복된 정보를 제거하여 간소화된 픽셀 배열이어야 합니다. 비디오 이미지 압축은 소프트웨어 작동이 너무 느리기 때문에 일반적으로 소프트웨어를 사용하기보다는 특수 집적 회로를 사용하여 처리됩니다. 표준 비디오 이미지는 일반적으로 초당 약 30프레임이지만, 일부 연구에서는 초당 16프레임이 많은 시청자에게 허용되는 것으로 나타났으므로 프레임 삭제 방법이 대체 압축 방법을 제공합니다.