26. septembra 2022
data

Ako stlačiť informácie

Kam sa stráca kvalita?

Veci sa prenášajú, organizujú a ukladajú jednoduchšie pokiaľ sú ľahšie a menšie – jednoducho kompaktnejšie. Pri balení na dovolenku sa snažíme do kufra dostať čo najväčšie množstvo vecí a prirodzene sa pri tom zamýšľame či dané veci budeme určite potrebovať a teda či nie sú nadbytočné (redundantné). Priestor ušetríme napríklad tým, že si niektoré veci ako potraviny, kúpime až na mieste.

Pri cestovaní na dovolenku sa pravdepodobne stretneme na frekventovanej ceste, kde je premávka spomalená. Veľké množstvo ľudí sa snaží dostať v rovnaký čas cez určité miesto. Ak by sa ľudia cestujúci sami dohodli a zdieľali miesta v aute, prípadne cestovali hromadnou dopravou, cesta by sa zásadne uvoľnila, keďže rovnaké množstvo ľudí by daným miestom prechádzalo v podstatne menšom objeme. Podobné mechanizmy je možné uplatniť aj pri prenose a ukladaní informácie.

Pri prenose dát na dlhé vzdialenosti sme často limitovaní možnosťami prenosovej sústavy, pri ukladaní dát zase veľkosťou pamäťového priestoru. Našou snahou je teda dáta zmenšiť do kompaktnej podoby, čomu hovoríme kompresia. Často stačí dáta šikovným spôsobom poukladať tak ako veci do kufra, čo nás zbaví nadbytočného objemu. Tomuto procesu hovoríme bezstratová kompresia, kedy dokážeme spätne rekonštruovať dáta do pôvodnej podoby.

Ak však začneme objem dát zmenšovať za cenu odstránenia istej časti informácie, musíme začať uvažovať, ako to ovplyvní pôvodné dáta. Ak vykonáme stratovú kompresiu obrázkov a uložíme ich do pamäte počítača, už nikdy z nich nedostaneme obrázky pôvodnej kvality. To sa môže zdať ako problém, avšak pokiaľ časť informácie ktorú sme stratili bola redundantná, vo väčšine prípadov nám to nebude vadiť. Stratová kompresia multimediálnych dát totiž využíva nedokonalosti ľudských zmyslov, vďaka čomu nepociťujeme úbytok kvality.

Ako zmenšiť objem dát?

Multimediálne dáta sa často transformujú, čo nám umožňuje pracovať s nimi v rôznych podobách. Napríklad, transformáciou zvuku z časovej do frekvenčnej oblasti vieme zistiť z akých frekvenčných zložiek (tónov) sa zvuk skladá. Ľudský sluch nedokáže zachytiť príliš nízke tóny ani príliš vysoké tóny, ktoré môžeme odstrániť. Tiež vieme, že ak znejú dva tóny s veľmi podobnou frekvenciou, počujeme iba hlasitejší z nich. Tento jav sa nazýva maskovanie. Rovnako pri kompresií obrazu a videa využívame fyziologické poznatky o ľudskom zraku a odstraňujeme z obrazu detaily, ktoré náš zrak nezachytí. Príliš vysoká kvalita obrazu a zvuku od určitej hranice prestáva byť pre bežné používanie potrebná.

Napriek tomu niektorí ľudia dokážu spozorovať rozdiel medzi komprimovaným multimediálnym obsahom a pôvodným. Neznamená to však, že majú nadľudské zmysly. Keďže obrazové a zvukové signály sa skladajú z viacerých zložiek, odstránenie nepočuteľnej alebo neviditeľnej časti môže ovplyvniť aj časť signálu, ktorú sme schopní zachytiť. Preto niektorým ľudom nestačí vypočuť si obľúbenú skladbu zo starého rádia ale potrebujú si vychutnať sláčikový koncert z prvej rady na koncerte. Tu narážame na ďalší faktor ovplyvňujúci kvalitu multimédií a tým je spôsob reprodukcie. Keďže v celom reťazci od zaznamenania, spracovania až po prehrávanie multimediálneho obsahu dochádza k určitému skresleniu,  reprodukovaná hudba alebo obraz bude ťažko nadobúdať pôvodnú kvalitu.

Ako natrénovať zmysly?

Vnímaná kvalita je veľmi subjektívna záležitosť a každý z nás má inak nastavené, čo považuje za kvalitné a čo už menej. Dobrou správou však je, že naše zmysly sa vedia do určitej miery natrénovať, napríklad počúvaním živej hudby alebo pri hre na hudobný nástroj. Kompresia a reprodukcia multimédií je samozrejme veľmi užitočná. Bez týchto techník by sme nemohli v takej miere telefonovať ani uskutočňovať video-hovory. Rovnako by sme si nemohli takmer kdekoľvek vypočuť obľúbenú skladbu či pozrieť film z mobilného zariadenia. Sledovaním a počúvaním reprodukovaného obsahu však prichádzame o množstvo zážitku. Preto dúfam, že tento text vás inšpiruje navštíviť živý akustický koncert, divadlo alebo sa vybrať za krásnymi výhľadmi do prírody.

[Jakub]

Pridaj komentár