Compressione

Compressione informazioni
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Compressione senza perdita (lossless)
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Compressione con perdita (lossy)
FdI 2013/2014
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GMDN 2014
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FdI 2013/2014
GMDN 2014
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Compressione dell'informazione
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Molto spesso l’informazione che giunge a un sistema
dall’ambiente esterno è ridondante
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Gli elementi che compongono l’informazione hanno contenuto
informativo diverso
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Un suono prolungato che non varia di intensità o di intonazione
Il colore dominante di un quadro rispetto ad un colore poco usato
Nella compressione dell’informazione si cerca di sfruttare queste
caratteristiche per “risparmiare” bit nella rappresentazione
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Compressione dell'informazione
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La compressione è il processo di conversione di
una sequenza di bit, che rappresenta una data
informazione, in una seconda sequenza di minore
dimensione relativa alla stessa informazione
La compressione è molto importante perché:
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Consente di salvare spazio quando si memorizza
l’informazione
Consente di salvare tempo quando si trasferisce
l’informazione
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GMDN 2014
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Due approcci: lossless, lossy
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Esistono due approcci alla compressione
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Senza perdita (lossless)
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Nessuna informazione viene perduta ed è quindi possibile tornare
esattamente al formato di codifica di partenza
Si utilizza normalmente per la codifica del testo e delle informazioni
utilizzate direttamente dal calcolatore
Con perdita (lossy)
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L’informazione viene degradata rispetto al formato di partenza
Si cerca di far si che il degrado non sia percepibile dall’utente
Si utilizza molto spesso per suoni e immagini considerando che le
perdite non siano percepibili o che l’effetto sia trascurabile
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Compressione del testo
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In molte lingue l’occorrenza delle lettere, e delle parole, non è costante all’interno di
un testo
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La lettera “e” è molto più frequente della lettera “q”
La parola “che” è molto più frequente della parola “picolitro”
L’approccio alla compressione del testo consiste nell’assegnare delle sequenze di
bit più corte per le lettere, o le sequenze di lettere, più frequenti
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Bisogna però risolvere il problema di come rappresentare un separatore tra le lettere o tra le
parole
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Esempio:
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Un dato testo con codifica ASCII
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53.637 byte
Lo stesso testo compresso con WinZip 17.565 byte
(WinZip è un programma di codifica per Windows)
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Compressione dei suoni
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La compressione di suoni sfrutta le conoscenze sul funzionamento dell’orecchio, in
particolare i suoi limiti nella percezione
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Non udiamo tutte le frequenze allo stesso modo
Suoni forti mascherano suoni più deboli
Lo standard più noto è MPEG 1 - Layer 3, meglio noto come MP3
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Creato dal Moving Picture Expert Group (MPEG), che si occupa della compressione di audio e
video
Molto diffuso su Internet per la buona qualità e perché è uno standard aperto, ovvero le sue
caratteristiche sono note
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Esempio
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Dieci secondi di musica stereo in qualità CD
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882.000 byte
(campionamento a 44.1 KHertz, 16 bit per campione)
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Gli stessi dieci secondi in formato MP3
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55.135 byte
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Compressione di immagini
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La compressione di immagini sfrutta
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Due formati sono particolarmente diffusi
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La capacità di compensazione dell’occhio a irregolarità
La ridondanza e la lentezza di cambiamento di colore
GIF, da Graphics Interchange Format, utilizzato per piccole immagini e
indipendente dal tipo di computer usato (ora più comune il PNG o TIFF)
JPEG, da Joint Photographics Experts Group, utilizzato per immagini di maggiori
dimensioni a colori o in toni di grigio
Esempio
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Un immagine di 64x64 pixel, 24 bit per pixel
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12.342 byte
(il formato non compresso viene normalmente detto bitmap)
La stessa immagine GIF (immagine peggiorata)
La stessa immagine JPEG (immagine identica)
FdI 2013/2014
GMDN 2014
2.023 byte
2.133 byte
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