Relación de compresión de datos

Relación de compresión de datos, también conocida como potencia de compresión, es una medida de la reducción relativa en el tamaño de la representación de datos producida por un algoritmo de compresión de datos. Por lo general, se expresa como la división del tamaño sin comprimir por el tamaño comprimido.

Definición

La relación de compresión de datos se define como la relación entre el tamaño sin comprimir y el tamaño comprimido:

CompressionRatio=UncompressedSizeCompressedSize{displaystyle {rm {;Ratio}={frac {rm {fnMicrosoft Sans}{rm}{rm} {Compressed;Size}}}

Por lo tanto, una representación que comprime el tamaño de almacenamiento de un archivo de 10 MB a 2 MB tiene una relación de compresión de 10/2 = 5, a menudo anotada como una relación explícita, 5:1 (léase " cinco" a "uno"), o como una razón implícita, 5/1. Esta formulación se aplica igualmente a la compresión, donde el tamaño sin comprimir es el del original; y para descompresión, donde el tamaño sin comprimir es el de la reproducción.

A veces, en cambio, se da ahorro de espacio, que se define como la reducción del tamaño en relación con el tamaño sin comprimir:

SpaceSaving=1− − CompressedSizeUncompressedSize{displaystyle {rm {fnMicrosoft}=1-{frac {rm {fnMicrosoft}{rm}{rm} {rm}} {rm} {rm} {Uncompressed;Size}}}

Por lo tanto, una representación que comprime el tamaño de almacenamiento de un archivo de 10 MB a 2 MB produce un ahorro de espacio de 1 - 2/10 = 0,8, a menudo expresado como porcentaje, 80 %.

Para señales de tamaño indefinido, como la transmisión de audio y video, la relación de compresión se define en términos de tasas de datos comprimidos y sin comprimir en lugar de tamaños de datos:

CompressionRatio=UncompressedDataRateCompressedDataRate{displaystyle {rm {;Ratio}}={frac {rm {;Data;Rate}}{rm} {rm} {Compressed;Data;Rate}}}

y en lugar de ahorrar espacio, se habla de ahorro de velocidad de datos, que se define como la reducción de la velocidad de datos en relación con la velocidad de datos sin comprimir:

DataRateSaving=1− − CompressedDataRateUncompressedDataRate{displaystyle {rm {Data;Rate;Saving}=1-{frac {rm {Compressed;Data;Rate}}{rm} {rm} {rm} {Uncompressed;Data;Rate}}}

Por ejemplo, las canciones sin comprimir en formato CD tienen una velocidad de datos de 16 bits/canal x 2 canales x 44,1 kHz ≅ 1,4 Mbit/s, mientras que los archivos AAC en un iPod normalmente se comprimen a 128 kbit/s, lo que produce una compresión ratio de 10,9, para un ahorro de tasa de datos de 0,91, o 91%.

Cuando se conoce la velocidad de datos sin comprimir, la relación de compresión se puede deducir de la velocidad de datos comprimidos.

Sin pérdidas o con pérdidas

La compresión sin pérdida de datos digitalizados como video, películas digitalizadas y audio conserva toda la información, pero generalmente no logra una relación de compresión mucho mejor que 2:1 debido a la entropía intrínseca de los datos. Los algoritmos de compresión que proporcionan proporciones más altas incurren en gastos generales muy grandes o funcionan solo para secuencias de datos específicas (por ejemplo, comprimir un archivo con ceros en su mayoría). Por el contrario, la compresión con pérdida (por ejemplo, JPEG para imágenes o MP3 y Opus para audio) puede lograr relaciones de compresión mucho más altas a costa de una disminución de la calidad, como la transmisión de audio por Bluetooth, como artefactos de compresión visual o de audio debido a la pérdida de información importante. son introducidos. Se necesita una relación de compresión de al menos 50:1 para obtener video 1080i en un flujo de transporte MPEG de 20 Mbit/s.

Usos

La tasa de compresión de datos puede servir como una medida de la complejidad de un conjunto de datos o una señal. En particular, se utiliza para aproximar la complejidad algorítmica. También se utiliza para ver cuánto de un archivo se puede comprimir sin aumentar su tamaño original.