Kompression

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Als Kompression werden Methoden zur Reduktion des Volumens unkomprimierter Originaldaten bezeichnet.

Ziel der Kompression ist die Reduktion von Speicher- und Übertragungskosten. Die Art der bei der Kompression angewendeten Methoden hängt vom Typ der Originaldaten und den Anforderungen an die Güte der Rekonstruktion der Originaldaten aus den komprimierten Daten (Dekompression) ab. Grundsätzlich wird zwischen verlustfreier und verlustbehafteter Kompression unterschieden.


Verlustfrei/Verlustbehaftet

Die verlustfreie Kompression erlaubt die Rekonstruktion der Originaldaten ohne Informationsverlust. Sie kommt meist bei alphanumerischen Daten (Texte, Messwerte, statistische Daten...) zum Einsatz. Mediendaten wie Audio und Video werden meist mit verlustbehafteten Methoden komprimiert. Die verlustbehaftete Kompression bietet den Vorteil einer höheren Kompression als wie mit verlustfreier Kompression zu erreichen wäre. Dem steht der Nachteil gegenüber, dass sie keine vollständige Rekonstruktion des Originals erlaubt. Es kommt zu Dekompressionsfehlern, so genannten Artefakten. Diese Abweichungen der rekonstruierten Bild- oder Audiodaten vom Original sind um so größer, je stärker komprimiert wird. Der Anwender muss also bei der verlustbehafteten Kompression eine Kompromissentscheidung zwischen Bild- bzw. Tonqualität und Kompressionsfaktor treffen.

Insbesondere die Verfahren der Audio/Video-Kompression sind einer starken Standardisierung unterworfen. Die Standards regeln die Struktur der als Ergebnis der Kompression entstandenen komprimierten Daten, die Werkzeuge, die für die Kompression zur Anwendung kommen (so genannte Profile) und den Gültigkeitsbereich des Einsatzes eines Kompressionsverfahrens (so genannte Level) wie z. B. Bild-Auflösungen oder Abtastraten.


Standbild/Bewegtbild

Speziell bei der Kompression von Bilddaten wird wiederum zwischen Standbild- und Bewegtbild-Kompressionsverfahren unterschieden. Zu den Standbildverfahren gehört die weit verbreitete JPEG-Kompression. Zu den Bewegt-Bildverfahren gehören Standards wie MPEG-2, MPEG-4 oder H.264. Bewegtbild-Verfahren erreichen höhere Kompressionswerte als Standbildverfahren. Um dies zu erreichen werden die Ähnlichkeiten aufeinanderfolgender Bilder bei der Kompression untersucht und redundante Informationen entfernt. Auf Basis der Standards werden Kompressionsprodukte - so genannte Codecs - entwickelt. Deren Effizienz ist sehr stark vom Einsatzumfeld abhängig. Codecs, die für einen speziellen Aufgabenbereich entwickelt wurden, sind meist nur mit starken Kompromissen in anderen Anwendungen einsetzbar. So ist ein Video-Codec, der für Multimedia Anwendungen im Fernsehbereich entwickelt wurde, meist nur schlecht für Aufgabenstellungen im CCTV-, Medizintechnik- oder Machine-Vision-Bereich einsetzbar. Diese Anwendungsbereiche benötigen speziell zugeschnittene Codecs, die spezielle Freiheitsgrade der Kompressionsstandards einsetzen, um sie besser an den Einsatzfall anzupassen.


Siehe auch



Diese Seite wurde zuletzt am 24. Mai 2011 um 10:26 Uhr von Admin geändert. Basierend auf der Arbeit von Oliver Wege und Dr. Matthias Döring.

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