Was kann man komprimieren?

Im Bereich der Informatik und der Informationstheorie bezeichnet Datenkompression oder Bitratenreduktion eine Codierung von Information, sodass sie mit weniger Bits an Speicherplatz auskommen, als die ursprünglichen Daten. Das Komprimieren kann entweder verlustbehaftet oder verlustfrei erfolgen. Allgemein werden alle Verfahren zum Reduzieren der Größe einer Datei als Datenkompression bezeichnet.

Die digitalen Datenkomprimierungsformen

Lossless komprimieren reduziert das Volumen von Daten durch die Erkennung und Beseitigung statistischer Redundanzen. Es gehen bei verlustfreier Komprimierung keine Informationen verloren. Lossy komprimieren basiert auf dem Prinzip, weniger wichtige Informationen zu erkennen und zu entfernen. Anschließend, außerhalb der Welt der Computer, gibt es noch das mechanische Komprimieren. Die Medien, die häufig komprimiert werden, sind:

  • Zu einer großen Anzahl Multimedia-Dateien dreierlei Art: Bilder, Video und Ton
  • Die restlichen sind informatische Daten: Quellcode z. B. – hier ist Datenkomprimierung durch besonders zahlreiche statistische Redundanzen extrem effektiv
  • Datenkomprimierung wird auch zur Archivierung von digitalen Dokumenten, wie zum Beispiel PDFs, eingesetzt.

Die Vor- und Nachteile von Datenkomprimierung – Kompromisse

Gezieltes Komprimieren hilft Speicherplatz effizient zu nutzen

Gezieltes Komprimieren hilft Speicherplatz effizient zu nutzen

Sie ist nützlich, um Ressourcenlasten zu reduzieren, wie etwa Speicherplatz. Da komprimierte Daten aber vor Gebrauch erst dekomprimiert werden müssen, damit sie verwendbar sind, sorgt dies für eine zusätzliche Verarbeitungslast für die Recheneinheit. Dies ist alles andere als vernachlässigbar.

Die Qualität der Daten kann muss aber nicht sinken

Datenkomprimierung ist des Weiteren immer ein Kompromiss zwischen Speicherkosten und Zeitkosten. Zum Beispiel kann ein sehr effektives Komprimierungsverfahren seitens der nötigen Rechenleistung uninteressant sein, wenn die meisten Anwender erst das Video vor der Wiedergabe dekomprimieren müssten. Bei verlustbasierter Komprimierung ist der Grad der Verzerrung (Qualitätsverlust) zu beachten.

Die Zukunft

Neue Alternativen zu herkömmlichen Methoden nehmen Proben in voller Auflösung und komprimieren sie anschließend. Dies sorgt für eine effiziente Ressourcennutzung und ist das Grundprinzip der angepassten Komprimierungs-Techniken. Sie umgehen teilweise die Notwendigkeit für eine Datenkomprimierung, indem sie nur eine klug gewählte Basis – ohne überschüssige Informationen – abtasten.

Sonstige Komprimierung – die reale Welt

Mechanische Komprimierung findet z. B. bei der Gaslagerung statt. Hier wird eine komprimierbare Substanz unter hohem Druck gelagert, sodass sie weniger Raum einnimmt. Auch kann eine Gaskomprimierung als Energieform gesehen werden, insbesondere im Fall von Druckluft oder auch Heißdampf. Letzterer ist de facto auch ein Komprimierungsverfahren bei seiner Erzeugung durch Erhitzen einer Flüssigkeit.

Das Komprimieren und Dekomprimieren gewisser Gase kann auch als Energietransportmittel eingesetzt werden. Dieses Prinzip kommt in Kühlgeräten beispielsweise zum Einsatz.

Was man noch über das Komprimieren von Daten wissen sollte

Wenn Dateien verschickt werden sollen oder einfach nur zu viel Platz auf einer Festplatte einnehmen, kann man diese Daten komprimieren. Dabei werden die Dateien entweder in ein anderes Format übertragen oder in ein Archiv gepackt und anders kodiert, um Platz zu sparen.

Verschiedene Verfahren

Das bekannteste Verfahren zum Komprimieren von Daten unabhängig von ihrer Art ist das Erstellen eines Datei-Archives. Die Daten werden ähnlich wie in einem normalen Verzeichnis abgelegt und können dann durch bestimmte Programme bis auf die Hälfte ihrer ursprünglichen Größe reduziert werden. Die bekanntesten Programme zum Archivieren sind dabei die kostenlosen Lösungen WinZip und WinRar. Die Programme können aber nicht nur zum Verkleinern, sondern auch zum Entpacken von komprimierten Daten in ihre ursprüngliche Größe verwendet werden.

Einfach das Format ändern

Handelt es sich bei den um die zu verringernden Dateien um Bilder, Musik- oder Filmdateien, kann ihre Größe auch noch auf eine andere Art verändert werden. Indem man die Daten in ein anderes Format überträgt, werden sie automatisch kleiner. Das liegt daran, dass neue Formate oft so entwickelt werden, dass sie klein bleiben und trotzdem eine gute Qualität liefern. So ist eine 3-Minuten lange MP4 zum Beispiel kleiner als eine gleichlange MP3, ein 60-Minütiges Avi ist kleiner als eine WMV. Diese Tatsache machen sich Formatierungsprogramme für Filme, Musik und Bilder zu nutze, um Daten mit geringem Qualitätsverlust zu komprimieren.

Allgemeines zu den Verfahren

Prinzipiell kann jede Datei verkleinert werden. Allerdings können nicht alle verkleinerten Dateien wie eine normale Datei verwendet werden. Zum Beispiel kann eine komplette PowerPoint-Präsentation in einem Archiv verkleinert werden, zum Benutzen muss die Präsentation aber erst wieder entpackt werden. Außerdem ist das Mehrfache Komprimieren von Dateien in einem Archiv theoretisch zwar möglich, allerdings sind die meisten Programme nur in der Lage, ein bereits existentes Archiv höchstens noch einmal um 2% bis 3% zu verkleinern.

Mehrfach zippen von Dateien

Mediendateien kann man dagegen mehrfach verkleinern, indem man zuerst ihr Format (beispielsweise von MP3 zu MP4) ändert und sie dann mit einem Archivierungs-programm umkodiert. Dieses Prinzip ist dazu da, Daten per Mail zu verschicken oder auch einen Videoclip auf die 3GP-Größe für Handys zu reduzieren. Bei letzterem hilft unter anderem der Free 3GP Video Converter, eine kostenlose Software-Lösung.

Einen Sonderfall der Komprimierung gibt es bei Bildern. Diese lassen sich in ihre Datengröße bereits erheblich reduzieren, wenn man die Größe des dargestellten Bildes verkleinert. Programme wie Paint können dabei helfen, um ein Bild im DinA4 Format zum Beispiel auf DinA5 zu verringern. Dadurch wird die Größe einer Bilddatei bereits auf die Hälfte reduziert. Programme wie der kostenlose Bildverkleinerer können sogar mehrere Bilder hintereinander komprimieren, um sie zum Verschicken per E-Mail bereit zu machen.

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