什么是压缩算法及压缩算法定义

我会带着你远行 2024-04-03 08:22 60阅读 0赞

**目录**

一、什么是压缩算法

文件存储

二、压缩算法定义

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## 一、什么是压缩算法 ##

我想必都有过 **压缩** 和 **解压缩** 文件的经历，当文件太大时，我会使用文件压缩来降低文件的占用空间，比如微信上传文件的限制是100 MB，我这有个文件无法上传，是我解压完后的交件一定小于100MB,么的文件可以上传了。

此外，我们把相机拍完的照片保存到计算上的时候，也会使用压缩算法进行文件压缩，文件压缩的格式一般是 **JPEG**

那什么是算法呢？压结算法又是怎么定义的呢？在认识压缩算法之前我们要先了解一下文件是如何存储的

### 文件存储 ###

文件是将数据存储在磁盘等存储介质的一种形式。程序文件中最基本的存储数据单位是 **字节**。文件的大小不管是xxxKB，xxxMB等来表示，就是因为文件是以字节 **B = Byte** 为单位存储的。

文件就是字节数据集合，用1字节（8位）表示的字节数据有256种，用二进制表示的话就是00000000 - 1111 1111，如果文件中存储的数据都是文字，那么该文件是文本文件。如果是图形，那么该文件是图像文件。在任何情况下，文件中字节数据都是 **连续存储** 的。

文件是字节数据的集合体示意图：

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## 二、压缩算法定义 ##

上面介绍了文件的集合体其实就是一堆字节数据的集合，那么我们就可以来给压缩算法下个定义。**压缩算法（compaction algorithm）** 指的就是数据压缩的算法，主要包括压缩和还原（解压缩）的两个步骤。

其实就是在不改变原有文件属性的前提下，降低文件字节空间和占用空间一种算法。

根据的压缩算法的定义，我们可将其分成不同的类型：

**有损和无损**

无损压缩：能够**无失真地** 从压缩后的数据重构，准确地还原原始的数据，可用于对数据的准确性要求严格的场合，如可执行文件和普通文件的压缩、磁盘的压缩，也可用于多媒体数据压缩。该方法的压缩比较小，如差分编码，RLE，Huffman编码，LZW编码，算术编码。

有损压缩：有失真，**不能完全准确地** 恢复原始数据，重构的数据只是原始数据的一个近似。可用于对数据准确性要求不高的场合，如多媒体数据的压缩。该方法的压缩比较大。例如预测编码、音感编码。分形压缩，小波压缩，JPEG/MPEG

**对称性**

如果编解算法的复杂性和所需时间差不多，则为对称的编码方法，多数压缩算法都是对称的，但也有不对称的，一般是编码难而解码容易，如 Huffman增码和分形编码。但用于密码学的编码方法则相反，是编码易，而解码非常难

**帧间与帧内**

在视频编码中会同时用到帧内与帧间的编码方法，帧内编码是指在一帧图像内立完成编码方法，同静态图像的编码，如JPEG；而帧间编码则需要参照前后帧才能进行编解码，并在编码过程中考虑对帧之间的时间冗余的压缩，如 MPEG

**实时性**

在有些多媒体应用场合，需要实时处理或传输数据（如现场的数字录音和录影、播放MP3/RM/VCD/DVD、视频／音频点播、网络现场直播、可视电话、视频会议），编解码一般要求延时≤ 50ms。这就需要简单／快速／高效的算法和高速／复杂的CPU/DSP芯片

**分级处理**

有些压缩算法可以同时处理不同分辨率，不同传输速率，不同质量水平的多媒体数据，如JPEG2000、MPEG-2/4

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