Определения. Аббревиатуры и классификации методов сжатия

Базовые определения

Бит - это "атом" цифровой информации: переменная, которая может принимать ровно два различных значения:

• "1" (единица, да, истина, существует)
• "0" (ноль, нет, ложь, не существует)

Любая система, которую можно перевести в одно из двух различных задаваемых состояний и удержать в нем в течение требуемого промежутка времени, может быть использована для хранения одного бита информации.

Емкость для хранения бита можно представлять себе как небольшой "ящик" где-то в пространстве-времени (в микросхеме, на магнитном/оптическом диске, линии связи) с двумя возможными состояниями: полный - "1", и пустой - "0".

Данные - информация в цифровом виде.

Объем данных измеряется в битах, но может быть и рациональным числом, а не только целым.

R-битный элемент - совокупность R битов - имеет возможных значений-состояний. Большинство источников цифровой информации порождает элементы одного размера R. А в большинстве остальных случаев - элементы нескольких размеров: .. (например, 8, 16 и 32).

Байт - это 8-битный элемент: совокупность восьми битов.

Входная последовательность в общем случае бесконечна, но ее элементы обязательно пронумерованы, поэтому имеют смысл понятия "предыдущие" и "последующие" элементы. В случае многомерных данных есть много способов создания последовательности из входного множества.

Блок - конечная последовательность цифровой информации.

Поток - последовательность с неизвестными границами: данные поступают маленькими блоками, и нужно обрабатывать их сразу, не накапливая. Блок - последовательность с произвольным доступом, а поток - с последовательным.

Сжатием блока называется такое его описание, при котором создаваемый сжатый блок содержит меньше битов, чем исходный, но по нему возможно однозначное восстановление каждого бита исходного блока. Обратный процесс, восстановление по описанию, называется разжатием.

Используют и такие пары терминов: компрессия/декомпрессия, кодирование/декодирование, упаковка/распаковка.

Под просто сжатием будем далее понимать сжатие без потерь (lossless compression).

Сжатие с потерями (lossy compression) - это два разных процесса:

1. выделение сохраняемой части информации с помощью модели, зависящей от цели сжатия и особенностей источника и приемника информации;
2. собственно сжатие, без потерь.

При измерении физических параметров (яркость, частота, амплитуда, сила тока и т.д.) неточности неизбежны, поэтому "округление" вполне допустимо. С другой стороны, приемлемость сжатия изображения и звука со значительными потерями обусловлена особенностями восприятия такой информации органами чувств человека. Если же предполагается компьютерная обработка изображения или звука, то требования к потерям гораздо более жесткие.

Конечную последовательность битов назовем кодом^{1В теории информации кодом называется совокупность всех битовых последова-тельностей, применяемых для представления порождаемых источником символов. Авторы сознательно пошли на использование слова "код" в обыденном значении,} а количество битов в коде - длиной кода.

Конечную последовательность элементов назовем словом, а количество элементов в слове - длиной слова. Иногда используются синонимы: строка и фраза. В общем случае слово построено из R-битных элементов, а не 8-битных. Таким образом, код - это слово из 1-битных элементов.

Например, в блоке из 14-и элементов "кинчотсихыннад" одно слово длиной 14 элементов, два слова длиной 13, и так далее, 13 слов длиной 2 и 14 слов длиной 1. Аналогично в блоке из семи битов "0100110" один код длиной 7 битов, два кода длиной 6, и так далее, семь кодов длиной 1.