Data compressie


Free Download Mp4Gain
picture



We now offer a subscription for just 10 cents a day*

You will always enjoy the full version of Mp4Gain with all its features and benefits.

For just 10 cents a day*

*Unlimited FULL version of Mp4Gain, billed $US12.50 Quarterly (+ $5 USD one time subscription payment JUST in the first payment).

All other payments will be just $3.12 per month, billed quaterly.

That's only 10 cents per day!

CLICK TO PURCHASE



THIS PRICE ONLY LASTS FOR A FEW DAYS




Data compressie

Data compression

Het proces van het coderen van informatie met minder bits dan de oorspronkelijke weergave

Data compression

In de informatica en informatietheorie is datacompressie of broncodering het proces waarbij informatie wordt weergegeven met minder databits (of andere informatiegerelateerde eenheden) dan wanneer deze niet zou zijn gecodeerd, volgens een specifiek coderingsmechanisme. Als we bijvoorbeeld “compressie” coderen als “comp”, kan het item worden weergegeven met minder databits. Een veelvoorkomend voorbeeld is het ZIP-archiefformaat, dat niet alleen compressie biedt, maar ook fungeert als archiveringsmiddel dat in staat is veel bestanden in hetzelfde archief op te slaan.

We kunnen dataconsistentie (weergegeven door informatie-entropie, entropie), regelmaat en voorspelbaarheid gebruiken om datacompressie te bereiken. De compressietechnologie die voor het eerst door mensen is ontwikkeld, is eigenlijk natuurlijke taal. Over het algemeen geldt dat als iets in een relatief vereenvoudigde natuurlijke taal kan worden beschreven, het beter in staat is om dergelijke dingen te comprimeren. Hoe consistenter de gegevens, hoe geconcentreerder de statistische kenmerken. Neem als voorbeeld beeldcompressie, die centraal verantwoordelijk is voor het tijds- en frequentiedomein van de Fourier-transformatie, het histogram en de eigenwaarden.

 

Gegevenscompressie is mogelijk omdat de meeste real-world gegevens statistische redundantie hebben. De letter “e” wordt bijvoorbeeld vaker gebruikt in het Engels dan de letter “z”, en het is zeer onwaarschijnlijk dat de letter “q” wordt gevolgd door een “z”. Niet-destructieve gegevenscompressie maakt doorgaans gebruik van statistische redundantie, zodat de gegevens van de afzender beknopter, maar vollediger kunnen worden weergegeven.

De compressieverhouding van niet-destructieve gegevenscompressie is niet voldoende om het grote volume aan audio- en videogegevens aan te kunnen, maar als enig verlies aan getrouwheid is toegestaan, kan een hogere compressie worden bereikt. Als mensen bijvoorbeeld naar foto’s of televisiebeelden kijken, realiseren ze zich misschien niet dat sommige details niet perfect zijn. Evenzo kunnen twee voorbeeldstreams voor audio-opnames hetzelfde klinken, maar ze zijn niet precies hetzelfde. Destructieve gegevenscompressie gebruikt minder bits om afbeeldingen, video of audio weer te geven met acceptabele of onmerkbare getallen.

Er zijn echter vaak bestanden die niet kunnen worden gecomprimeerd met destructieve gegevenscompressie, en in feite niet kunnen worden gecomprimeerd met een compressie-algoritme voor gegevens die geen waarneembare patronen bevatten. Ook het proberen om reeds gecomprimeerde gegevens te comprimeren, resulteert vaak in gegevensophoping.

In feite zal destructieve datacompressie uiteindelijk het punt bereiken waarop het niet meer zal werken. Bijvoorbeeld een extreem voorbeeld: het compressie-algoritme verwijdert elke keer de laatste byte van het bestand, en nadat dit algoritme doorgaat met comprimeren totdat het bestand leeg is, zal het compressie-algoritme niet blijven werken.

Compressie is belangrijk omdat het helpt het verbruik van dure bronnen, zoals ruimte op de harde schijf en verbindingsbandbreedte, te verminderen. Compressie vereist echter bronnen voor informatieverwerking, die ook duur kunnen zijn. Daarom vereist het ontwerp van het datacompressiemechanisme een compromis tussen de compressiecapaciteit, de mate van vervorming, de benodigde computerbronnen en verschillende andere factoren waarmee rekening moet worden gehouden.

Zoals bij elke vorm van communicatie, werkt gecomprimeerde datacommunicatie alleen als zowel de afzender als de ontvanger van de informatie het versleutelingsmechanisme begrijpen. Het artikel heeft bijvoorbeeld alleen zin als de ontvanger weet dat het artikel in Chinese karakters moet worden geïnterpreteerd. Ook kunnen gecomprimeerde gegevens alleen door de ontvanger worden begrepen als deze de coderingsmethode kent.


Free Download Mp4Gain
picture

Audiodigitalisering: hoe het werkt, deel 2

Audiodigitalisering: hoe het werkt, deel 2

Audio Digitization

Laten we, zodat de computer deze getallen begrijpt, deze getallen vertalen naar het binaire getallenstelsel. Voor de eenvoud gaan we ervan uit dat een getal precies 1 byte geheugen in beslag neemt, maar in werkelijkheid geldt dat hoe meer bytes aan het getal worden toegewezen, hoe nauwkeuriger de meting en de geluidskwaliteit zullen zijn. Na vertaling krijgen we:

Audio Digitization

00000101

00000111

0000010

11101011

Computers kunnen deze reeks al als geluid begrijpen en reproduceren.

hoe speel je nu geluid
• Gebruik luidsprekers of koptelefoons – alles dat “lucht duwt” (dwz geluidsgolven produceert). Er zullen luchttrillingen in de luidsprekers zijn.
• Zet wat stroom op de luidspreker. Afhankelijk van de sterkte van de stroom beweegt de spreekspoel van de spreker op verschillende manieren.
• Om deze variabele stroom te krijgen, is een speciale chip nodig, een DAC genaamd, een digitaal-naar-analoogomzetter. Het neemt een getal als invoer en produceert een stroom als uitvoer. Alle smartphones en computers hebben deze DAC’s.

Allemaal:

1. De processor stuurt de geluidsbestandsnummers naar de DAC.
2. De DAC ontvangt nummers en voert verschillende streams uit op basis van die nummers.
3. De stroom wordt naar de luidspreker gestuurd.
4. De luidspreker begint de luidsprekerconus te bewegen vanwege elektriciteit.
5. De kegel begint de lucht ervoor te duwen, waardoor geluidsgolven ontstaan.
6. Geluidsgolven bereiken onze oren en we nemen ze waar als geluid.

Wat is het volgende
Er is een probleem met deze aanpak: het bestand is te groot om gemakkelijk te gebruiken. Stel je voor: 44.000 nummers in één seconde!

Om de bestandsgrootte te verkleinen, stellen ze twee oplossingen voor: compressie met verlies en compressie zonder verlies. Het volgende artikel zal lossy en lossless compressie afzonderlijk bespreken, hoewel ze veel gemeen hebben.

Audiodigitalisering: hoe het werkt

Audiodigitalisering: hoe het werkt

Audio digitization

 

Hoe vertaal je geluid in nullen en enen zonder ziel? . Laten we eens kijken naar bekende apparaten: hoe computergeluid, video, mp3’s, streaming en streaming werken, verschillende algoritmen en meer.

Audio digitalization

 

een beetje natuurkunde
Geluiden zijn trillingen in de lucht. Als golven in het water, in de lucht. Luchtdruk komt het oor binnen, dat gevoelige delen heeft die op subtiele wijze trillingen in de lucht kunnen waarnemen. Deze trillingen worden door mensen waargenomen als geluiden. Er is geen geluid in de ruimte omdat er geen lucht is.

frequentie. Hoe sneller de trilling, hoe zwakker het geluid dat we waarnemen. Een persoon neemt trillingen waar tussen de 20 en 20.000 trillingen per seconde. Met andere woorden, dit wordt de oscillatiefrequentie genoemd: Hertz. Dat wil zeggen, het bereik dat we horen is van 20 Hz tot 20 kHz.

Ter vergelijking: honden horen frequenties van 40 Hz tot 60 kHz, dus mensen nemen het fluitje van een hond niet waar, maar honden kunnen het wel horen. Het geluid van een hondenfluit is alleen in het bereik van 23-54 kHz.

amplitude. Hoe sterker de trilling, hoe sterker het geluid en vice versa. Je kunt dit zien als de hoogte van de golven aan het oppervlak van de vijver: er kunnen kleine rimpelingen zijn (zachte geluiden) of er kunnen grote krachtige golven zijn.
Verdeel het geluid in segmenten.

 

 

Laten we nu dit doen: We verdelen het tweede deel in 4 delen en vinden de groottewaarde voor elk deel:

 

We meten de toestand van de kwadratische golf in één seconde. Dit wordt steekproeftrekking genoemd.

We hebben de grootte van elk van de vier punten gemeten en in relatieve termen kregen we vier getallen: +30, -50, -50 en -60. In theorie, als we stroom zouden doorgeven en deze vier spanningen op de luidspreker zouden toepassen, zouden we hetzelfde geluid kunnen reproduceren. Maar er zijn verschillende problemen:

• Omdat we maar op vier plaatsen meten, gaat alle oscillatie verloren.
• We eindigden met een erg vervormd geluid vergeleken met het origineel.

Sampling met een snelheid van 4 is te weinig voor het geluid. Om op zijn minst verstaanbare spraak te krijgen, moet één seconde worden verdeeld in 8.000 segmenten en voor muziek zijn meestal 41.000 segmenten voldoende.

Laten we de samplefrequentie verhogen: knip het geluid in kleinere delen in dezelfde tijdseenheid:

 

De metingen zijn nu nauwkeuriger en het resulterende geluid is natuurlijker.

converteren naar nummer
Nadat we het geluid in kleine segmenten hebben verdeeld en de amplitudewaarde van elk segment hebben gemeten, kunnen we het in tabelvorm opnemen:

Tijd ⠀⠀⠀⠀⠀ Amplitude

0,01 seconden. ⠀⠀⠀⠀ 5

0,02 seconden. ⠀⠀ 7

0,03 seconden. ⠀⠀ 10

Als we het hele geluid in gelijke segmenten verdelen, kan de tijd niet worden geschreven, omdat we weten hoe het verandert, is het voldoende om de amplitudewaarde op een regel te schrijven:

5 7 10 … −21