ذخیره و بازیابی اطلاعات

امروزه با افزایش حجم و تنوع اطلاعات دیجیتال که از طرق مختلف به دست ما می رسند ، و نیاز به ذخیره و نگهداری امن و مطمئن آنها به صورت شخصی در رایانه های خانگی ، بروز مشکل کمبود فضای هارددیسک این رایانه ها اجتناب ناپذیر است .

برای حل این مشکل راه حل های زیادی عرضه شده مثل ورود هاردهای با ظرفیت بالا به بازار ، نرم افزار های فشرده ساز ، ذخیره متمرکز اطلاعات در یک سرور اطلاعاتی (که فقط در شبکه های رایانه ای میسر است ) ، ذخیره اطلاعات روی رسانه های جانبی نوری ، مغناطیسی و الکترونیکی  و ...

هارد های ظرفیت بالا از قیمت بالایی نیز برخوردار بوده و در بسیاری از موارد بدلیل عدم سازگاری با سایر قطعات رایانه که قدیمی تر هستند هزینه های جنبی زیادی نیز برای تعویض سایر قطعات رایانه به کاربر تحمیل می کنند.

نرم افزار های فشرده ساز علیرغم مزایای بیشمار و استقبال عمومی مشکلاتی مثل همراه نبودن با سیستم عامل و لزوم خرید یا دانلود و نصب آنها همچنین عدم سازگاری فایل های فشرده شده با سایر رایانه ها در صورت عدم نصب نرم افزار مشابه در آنها را دارند.

ذخیره متمرکز هم طبعاً برای طیف گسترده ای از کاربران میسر نبوده و بکارگیری رسانه های جانبی نیز نیازمند نصب درایو های لازم و تقبل هزینه بوده ، گذشته از این که عدم دوام مطمئن اطلاعات و مشکلات طبقه بندی آنها هم وجود دارد .

فشرده‌سازی (Compression)، پردازشی است که با حذف اطلاعات اضافی، داده‌ها را به علایم دیجیتالی کاهش می‌دهد. این پردازش بسته به پهنای باند مورد نیاز برای انتقال داده‌ها و میزان فضای ذخیره‌سازی، آن را کاهش می‌دهد. اطلاعات دیجیتالی را می‌توان در هر نوعی که باشد، فشرده کرد. کاهش پهنای باند مورد نیاز امکان انتقال داده‌های بیشتری را در یک زمان واحد می‌دهد. فشرده‌سازی را می‌توان به دو گروه تقسیم کرد. با فقدان (با زیان) و بدون فقدان (بدون زیان). در فشرده‌سازی بدون فقدان، تصویر ذخیره شده بدون از دست دادن کمتیرن داده‌ای، خود تصویر است، اما در فشرده‌سازی یا زیان، تصویر ذخیره‌‌شده خود تصویر اصلی نیست، بلکه شبیه آن است و اطلاعاتی را از دست داده است.

● فشرده‌سازی بدون زیان

فشرده‌سازی بدون زیان با استقرار کامل و دوباره همه داده‌های اصلی که در تصویر اصلی وجود داشت، مشخص می‌شود. فشرده‌سازی یک سند، فشرده‌سازی بدون زیانی است که سند ذخیره‌شده باید درست همانند سند اولیه باشد، نه شبیه به آن. در دنیای بصری، فشرده‌سازی بدون زیان خود را در اختیار تصویرهائی که بخش زیادی از آنها یک رگ خاص دارد، مثل آسمان آبی، تصویرهای ساخته شده توسط کامپیوتر و محدوده‌هائی که تها با یک رنگ خاص پر شده‌اند و نکات قابل‌توجهی دربرندارند. مثل کارتون‌ها، گرافیک‌ها و انیمیشن سه‌بعدی هم از انواع فشرده‌سازی بدون زیان هستند.

یکی از انواع پر کاربرد و معمول در فشرده‌سازی بدون زیان ”کدگذاری مبتنی بر طول“ است که در گرافیک‌ها و تصویرهای ساخته شده با کامپیوتر استفاده می‌شود. این تصویرها بخش‌های وسیعی دارند که با رنگشان ثابت بوده و یا الگوهای یکسانی در آنها چندین بار تکرار شده است. در تصویرهای دیجیتالی، هر پیکسل از سه رنگ ترکیبی قرمز، سبز و آبی تشکیل شده و هر یک از این پیکسل‌ها ارزش خاصی برای هرکدام از رنگ‌ها دارد. بنابراین سه بایت اطلاعات برای هر یک از رنگ‌ها وجود دارد که در کنار هم معرف یک پیکسل است.

”کدگذاری مبتنی بر طول“ برخلاف ارزش‌های RGB برای هر پیکسل، خطوط اسکن را گروه‌بندی و طول‌بندی می‌کند. به‌گونه‌ای که برای پیکسل‌ها شناخته شده باشد. برای مثال، ممکن است بخشی از یک خط ویدیوئی، ردیفی ۲۵تائی از پیکسل‌های سیاه داشته باشد. این بخش طولی است که به صورت ۰ و ۰ و ۰ و ۲۵ کدگذاری شده است. این یعنی ۲۵ پیکسل وجود دارند که هر کدام از یک‌چهارم R، یک‌چهارم G و یک‌چهارم B یا سیاه تشکیل شده‌اند. تصویر اصلی از ۷۵ بابت تشکیل شده که (۵۲ پیکسل سه بایتی) برای حفظ و نگهداری اطلاعات است. زمانی که از ”کدگذاری مبتنی بر طول“ برای فشرده‌سازی استفاده می‌کنید، می‌توانید اطلاعات موردنظر را در چهار بایت ذخیره کنید.

● فشرده‌سازی با زیان

تصویرهای ویدیوئی که با دوربین گرفته می‌شوند، به‌طور معمول برای تکنیک‌های فشرده‌سازی بدون زیان مناسب نیستند، چرا که به‌ندرت پیش می‌آید که طول آنها برای ارزشگذاری‌های پیکسل‌ها مناسب باشد و بتوان میزان کارآئی تصویر را با بهره‌گیری از این تکنیک‌ها بالا برد. فشرده‌سازی ویدیوهای متحرک به‌طور معمول زیرمجموعه‌ای از فشرده‌سازی با زیان است. به کمک این روش، تصویر ذخیره شده مانند تصویر اصلی خواهد بود. زمانی‌که تصویر با زیان دوبره تولید می‌شود و یا از حالت فشرده بیرون می‌آید. اطلاعاتی که در زمان فشرده‌سازی وجود داشت، به‌طور کامل حفظ نخواهد شد. فشرده‌سازی با زیان برای اینکه بتواند عدم وجود اطلاعات را مخفی کند، اطلاعات موجود در مکان‌هائی را که چشم انسان به آن کمتر حساس است با سبب انتقاد کمتری از تصویر می‌شود، حذف می‌کند.

چشم انسان به تغییرات درجات روشنائی و نور، بیش از تغییرات رنگ (چه ظاهری و چه از نظر غنی‌سازی) حساس است. در گسترده رنگ‌ها، چشم انسان بیشتر به محدوده‌های زرد، سبز و آبی حساس است. چشم انسان همچنین به اشیاء متحرک حساس‌تر از اشیاء ساکن است. برای مثال خرگوش زمانی‌که می‌خواهد شکار کند ساکن و بدون حرکت می‌ایستد. چرا که به‌طور غریزی می‌داند چشم حیوانات دیگر به آنچه که حرکت می‌کند، حساس‌ترند تا آنچه که بی‌تحرک است. بنابراین اگر ساکن و بی‌تحرک باشد، امکان دید آنها را کمتر می‌کند.

در فشرده‌سازی با زیان، اطلاعاتی حذف می‌شوند که چشم انسان به آنها حساس نباشد یا حرکت چندانی نداشته باشند. در نمونه کارآمد فشرده‌سازی با زیان JPEG و MPEG است که هر یک از آنها را در زیر توضیح می‌دهیم.

● فشرده‌سازی JPEG

فشرده‌سازی JPEG توسط Joint Photographic Experts Group گسترش یافت که استاندارهائی برای فشرده‌سازی تصویرهای ساکن مانند عکس و گرافیک دارد. در فشرده‌سازی JPEG، داده‌های تصویر به دو بخش روشنائی و اطلاعات رنگدانه‌ای تقسیم می‌شوند.

JPEG از مزیت حساسیت بیشتر چشم انسان به تغییرات روشنائی نسبت به تغییرات رنگ استفاده کرده و نسبت به روشنائی موجود در تصویرها نمونه‌های بیشتری از اطلاعات کروم و رنگ را برمی‌گزیند. بدین‌ترتیب، اطلاعات رنگ‌بندی تا نصف کاهش می‌یابد. با کاهش کدگذاری اطلاعات زاید روشنائی موجود در تصویر، اطلاعات کلی نیز کاهش می‌یابند. سایر ارزش‌ها و اطلاعات باقی‌مانده‌ای که پایدار هستند درست همانند روش‌های فشرده‌سازی بدون زیان، کدگذاری می‌شوند.

حجم تصاوير JPEG

. فضاي ذخيره شده توسط فشرده سازي JPEG گاهي بسيار قابل توجه است براي مثال يك تصوير 525×727 رنگي در فرم اصلي 24 بيتي اش، 1145 كيلو بايت جا اشغال مي كرد در حالي كه حجم نسخه ي GIF آن 240 كيلو بايت بود يك JPEG با كيفيتي خيلي بالا، داراي اندازه ي K155و نسخه ي JPEG استاندارد K58 جا اشغال مي كرد JPEG، K58 به خوبي GIF بود و JPEG، K155در صورت استفاده از صفحه نمايشي كه بيش از 256رنگ را ممكن ساخت خيلي بهتر بود

● فشرده‌سازی JPEGهای متحرک

Motion JPEG یا M-JPEG گرفته شده از JPEG است و در فشرده‌سازی تصویرهای متحرک کارآئی دارد. این روش نسبت به هر یک از تصویرها، به‌عنوان یک تصویر ساکن نگریسته و سپس روی آن کار می‌کند. از آنجائی که تفاوت‌های کیفیتی از یک فریم به فریم دیگر کمتر از پنج درصد است، در فریم‌های نزدیک به‌هم تنها تغییرات اساسی به‌وجود می‌آید. زمانی‌که به هرکدام از تصویرها به‌عنوان یک تصویر واحد و نه تصویر متحرک ادامه‌دار می‌نگریم، به یک روش مؤثر در فشرده‌سازی تصویرهای متحرک می‌رسیم.

● فشرده‌سازی MPEG

فشرده‌سازی MPEG توسط Motion Picture Experts Group، گسترش یافت که استانداردهائی برای فشرده‌سازی تصویرهای متحرک دارد. تکنیک‌های MPEG موافتنامه‌هائی برای فشرده‌سازی، کدگذاری و کدبرداری اطلاعات ساخته است که در آنها تنها روش‌های کدگذاری مهم نیستند، بلکه قاعده‌ها و دستورالعمل‌ها طرز قرارگیری اطلاعات را نشان می‌دهند و می‌گویند که چه چیزهائی باید در داده‌ها وجود داشته باشند، اما در مورد روشی که اطلاعات توسط آن به‌دست می‌آید، هیچ توضیحی نمی‌دهند. این بدان معنا است که بدون ایجاد تغییرات دائمی در تجهیزات امروزی می‌توان پیشرفت‌هائی در زمینه تکنیک‌های کدگذاری داشت. در فشرده‌سازی MPEG,M-JPEG از بیشترین برتری‌ها در زمینه شباهت‌های بین‌فریمی برخوردار است و این به‌عنوان مهمترین و کلیدی‌ترین تکنیک فشرده‌سازی محسوب می‌شود.

● MPEG-۱

هر خطی در هر زمینه‌ای از تصویرهای دیجیتالی که باشد، از ۷۰۴ پیکسل تشکیل شده است. فشرده‌سازی MPEG-۱، به‌ازاء هر یک فریم از ویدیو، یک زمینه در ۳۵۲ پیکسل و به‌ازاء هر یک خط استفاده می‌کند. استفاده نیمی از وضوح به‌صورت افقی و خطوط اسکن یکی در میان به‌صورت عمودی تصویری یا وضوح تصویر یک‌چهارم را می‌آفریند. MPEG-۱ یکی از ساده‌ترین روش‌های فشرده‌سازی تصویرهای متحرک است و در آن هیچ تجزیه و تحلیل دقیقی در مورد تصویرهای واحد یا چندتصویری که در کنار یکدیگر قرار می‌گیرند، وجود ندارد. روش فشرده‌سازی بر مبنای پردازشی ساده و ریاضی‌وار صورت می‌گیرد. بدین ترتیب یک پیکسل را به‌صورت یک دی میان روی خط‌های یکی در میان نمونه‌گذاری می‌کنیم.

● انواع MPEG

فشرده‌سازی MPEG-۰ می‌تواند با بهره‌گیری از انواع گوناگون الگوریتم‌های کامپیوتری یا فرمول‌های ریاضی تصویرها را فشرده کند. این الگوریتم‌های متنوع به‌عنوان ابزار شناخته می‌شوند و می‌توان از ترکیب آنها برای فشرده‌سازی تصاعدی بدون از دست دادن کیفیت استفاده کرد. به بیانی دیگر، فشرده‌سازی MPEG-۰ می‌تواند با بهره‌گیری از حدود چهار درصد اطلاعات ویدیو اصلی، تصویری با کیفیت خوب تولید کند. همچنین MPEG-۰ انعطاف‌پذیر بوده و می‌تواند از روش‌های گوناگون اطلاعاتی، اندازه‌های تصویرها و کیفیت فشرده‌سازی حمایت کند. هر یک از فشرده‌سازی‌های MPEG که موفق بوده‌اند، (برای نمونه ۷ و ۵ و ۴ MPEG) توانائی‌های بسیاری برای تشخیص اطلاعاتی که باید فشرده شوند، دارند. آنها همچنین می‌توانند با توجه به تصویر موجود، امکان فشرده‌سازی بیشتری را به تصویر بدهند. از انواع گوناگون تکنیک‌ها و روش‌های فشرده‌سازی MPEG می‌توان در کارهای کاربردی خاص استفاده کرد.

● پردازش MPEG

کار پردازش MPEG با بررسی سکانس‌هائی زا فریم‌های ویدیوئی که به جریان ویدیوئی معروف هستند، شروع می‌شود. اطلاعات زاید، کدگذاری و فشرده می‌شوند. سپس جریان ویدیوئی فشرده شده در یک بیت کدگذاری شده و جاری می‌شود و بیت جاری ذخیره شده یا انتقال می‌یابد. سرعتی که اطلاعات پردازش می‌شوند. به سرعت بیت معروف است. زمانی‌که از داده‌ها استفاده می‌شود یا تصویر را به حالت اولیه و اصلی خود ذخیره می‌کنیم، داده‌ها کدبرداری شده و از حالت فشرده درمی‌آیند.

فشرده‌سازی MPEG از ترکیبی از دو برنامه گوناگون فشرده‌سازی، یعنی فاصله‌ای و موقتی استفاده می‌کند. فشرده‌سازی فاصله‌ای، داده‌های موجود در هر فریم ویدیوئی را با حذف داده‌های زاید موجود در تصویر کم می‌کند. فشرده‌سازی موقت نیز تفاوت‌های موجود بین تصویرها را در زمان‌های گوناگون مقایسه کرده و در نهایت داده‌هائی را که معرف تغییرات هستند، ذخیره می‌کند. فشرده‌سازی فاصله‌ای برای ساخت تصویر میانی، از همان تکنیک‌های موچود در فشرده‌سازی JPEG استفاده می‌کند که فریم I نامیده می‌شود.

برخلاف فریم‌های موجود در فشرده‌سازی موقت، فریم‌های I تصویرهای ”مستقلی“ هستند که بدون نیاز به مراجعه به فریم‌ها قابل کدبرداری و نمایش هستند. فریم‌های I میان جریان ویدیوئی پراکنده شده‌اند و کاربردشان به‌عنوان مرجع فشرده‌سازی موقت در میان فریم‌ها است. مرتب کردن آنها درست همانند حصارکشی (نرده‌کشی) است، چرا که فریم‌های I، معرف نقاط محدودی در حصار هستند، در حالی‌که فریم‌های موقتی حصارهای بیشتری را دربرمی‌گیرند.

فریم‌های فشرده‌سازی موقت که به فریم‌های B و P معروف هستند، شامل داده‌های حرکتی هستند که چگونگی تغییر نواحی فریم I بین فریم‌های میانی را بیان می‌کنند. فیرم‌های B و P نسبت به فریم‌های I اطلاعات کمتری دارند، چرا که تنها اطلاعاتی را درباره تغییراتی که بین فریم‌ها به وقوع پیوسته است، دربرمی‌گیرند و این از کارآمدترین بخش‌ها در کدگذاری MPEG است. نرخ فشرده‌سازی آن ۲۵:۱ است که سبب می‌شود در کیفیت عکس‌های فشرده نشده افت ایجاد نشود.

فریم‌های B,I و P در زیر بیشتر توضیح داده می‌شوند.

● فریم‌های I

فریم I (فریم میانی Intra)، فریمی است که تصویر را به‌صورت کامل و با تمام جزئیات دربردارد و می‌توان از آن به‌عنوان مرجع فریم‌های دیگر استفاده کرد. فریم I به پیکسل‌های هشت‌قطعه‌ای (گروهی) تقسیم می‌شود. این قطعات پیکسلی در گروه‌های شانزده‌تائی که به قطعات بزرگتر معروف هستند، قرار می‌گیرند و سپس با بهره‌گیری از تکنیک‌های فشرده‌سازی JPEG فشرده می‌شوند. فریم‌های I بیشتر در زمان‌هائی ساخته می‌شوند که به آنها نیاز باشد یا تغییرات اساسی در محتویات تصویر صورت گرفته باشد که به‌طور معمول در جریان‌های ویدئوئی، این اتفاق دو بار در ثانیه رخ می‌دهد

سرعت منتقل شده و داده‌ها را دریافت کنند تا تصویر را باز تولید کنند. سرعت و نرخ داده‌ها با نرخ بیت‌ها بنا به میزان پیچیدگی و کیفیت تصویر متغیر است. اگر تصویر پیچیدگی کمی داشته باشد یا کیفیت آن بالا نباشد، می‌توان از یک نرخ ثابت داده‌ها و بیت استفاده کرد. اما اگر تصویر پیچیده‌تر باشد یا کیفیت بالائی برای تصویر مورد نیاز باشد از سرعت‌های متغیر بیتی استفاده می‌کنیم تا نرخ کاهش یافته داده‌ها را زمانی‌که به کیفیت تصویر می‌پردازد، جبران کنیم.

● نرخ‌های مختلف Bit

اگرچه فایل ویدیوئی با سرعت ثابت فریمی حرکت می‌کند، اما میزان داده‌های لازم برای کدگذاری هر فریم بنا به پیچیدگی صحنهظها متغیر است. زمانی‌که پیچیدگی موجود در تصویر متغیر است. سرعت متغیر بیت‌ها می‌تواند کیفیت تصویر را ثابت نگه دارد. هر بخش از تصویر، بررسی شده و سپس با سرعت دلخواه فشرده می‌شود. بخش‌هائی از تصویر که پیچیدگی کمتری دارند. با سرعت بیشتری فشرده می‌شوند. در حالی که پیچیدگی بخش‌های دیگر از میزان سرعت فشرده‌سازی می‌کاهد. انواع مختلف سرعت‌های بیتی، عملیات کدگذاری را سخت‌تر کرده و کار در زمان مقرر تمام نمی‌شود.

درست مانند روش IP، روش IBP نیز کارش را با فریم I شروع می‌کند. در مرحله بعدی آخرین فریم از GOP به‌عنوان نخستین فریم P استفاده می‌شود فریم P به فریم I و همچنین به بردارهای حرکت یکه زمینه پشتی و حرکت کامیون را توصیف می‌کند، اشاره می‌کند. در اینجا نیز همه ”سوراخ‌هائی“ را که در پس‌زمینه ایجاد شده‌اند، می‌توانید با گروهی از پیکسل‌های فریم I پر کنید. در این بخش فریم B با بهره‌گیری از بردارهای حرکتی که به اشیاء در حال حرکت اشاره دارد، ایجاد می‌شود. درست مانند روش IP حرکت و جابه‌جائی کامیون بخش‌های بدون پوششی را در زمینه پشتی مثل یک ”سوراخ“ باقی می‌گذارد با پر کردن ”سوراخ‌ها“ توسط گروهی از پیکسل‌هائی که در فریم I یا P وجود دارند، فریم B کامل می‌شود.

● نرخ‌های بیتی ثابت

سرعت‌های بیتی ثابت درجات گوناگونی و کیفیت تصویرها ایجاد می‌کنند. چرا که برای پیچیدگی تصویرها هیچ‌کاری جایز نیست. رسانه‌های گروهی همچون ماهواره و پخش‌های جهانی برای تجهیزات یانتقالی خود به سرعت‌های بیتی معینی نیاز دارید پخش زنده، ملاقات و نشست‌های ماهواره‌ای و در نهایت بازخوانی ویدیوهائی که فشرده شده‌اند، همه و همه به طول زمان واقعی برای فشرده‌سازی پیش از انتقال نیاز دارند.

نرخ‌های بیتی ثابت برای فشرده‌سازی تصویرها و زمان واقعی آنها کاربرد دارند، در حالی‌که سرعت‌های بیتی گوناگون از انجام این کار عاجز هستند.

● پروفایل‌ها و درجه‌بندی

با ترکیب ابزارهای B,I و P، به تکنیک‌های فشرده‌سازی پیشرفته و تازه‌ای می‌رسیم که به پروفایل معروف هستند. بنا به پروفایلی که استفاده می‌کنیم، کیفیت تصویرها هم تغییر می‌کنند. پروفایل‌ها را می‌توان به درجات کیفیتی تقسیم کرد، البته با توجه به ابزارهای فشرده‌سازی که استفاده می‌کنند و پارامترهای فیزیکی ویدیوهای فشرده شده برای مثال اندازه تصویر، وضوح و نرخ بیتی برای بیان کیفیت تصویرها چهار درجه از تعریف محدود (وضوح ویدیوئی ۴/۱) تا تعریف بالا با حدود ۱۰۸۰ خط اسکن وجود دارد. هر یک از این درجه‌ها استانداردهای خاص خود را نسبت به ورودی ویدیوئی دارند. برای مثال ویدیوی Standard Definition یا ویدیوی High Definition.

● پروفایل اصلی در سطح اصلی

می‌توان پروفایل‌ها و درجه‌های گوناگونی را با هم ترکیب کرده و هماهنگ ساخت تا گستره متنوعی شامل اندازه‌های گوناگون تصویرها، سرعت‌های بیتی و کیفیت کدگذاری را در اختیار گرفت. کارآمدترین آنها معروف به Main Level در Main Profile است (Main Profile. (MP& ML به معنی آن است که از هر یک از فریم‌های B,I و P می‌توان برای فشرده‌سازی استفاده کرد و Main Level بدین معنی است که وضوح تصویر برابر با ۴۸۰٭۷۲۰ پیکسل در NTSC است. سیستم‌های دریافت و ذخیره‌سازی I,B و P به اندازه‌ای انعطاف‌پذیر هستند که MP @ ML می‌تواند به تنظیم نرخ‌های بیتی بپردازد. کاهش نرخ بیتی سبب کاهش کیفیت تصویر خواهد شد. البته این در صورتی است که از ابزارهای کدگذاری پیشرفته برای جبران این‌کار استفاده نشود.

● کدگذاری و فشرده‌سازی ویدیوئی

پس از تغییر علایم ویدیوئی RGB به داده‌های رنگدانه‌ای و روشنائی، بخش رنگدانه‌ای تصویر را می‌توان با کمی افت در کیفیت تصویر فشرده کرد. کانال‌های RGB به روشنائی (Y) و دو کانال رنگی (B-Y و R-Y) تبدیل می‌شوند.

جدول بالا چگونگی دیجیتالی کردن برنامه را برای ویدیوی ۴:۲:۲ نشان می‌دهد. برای هر چهار پیکسل روی خط اسکن، چهار نمونه دیجیتالی روی کانال روشنائی وجود دارد که تنها دو نمونه برای هر دوکانال رنگ‌بندی شده برداشته می‌شود. هر نمونه رنگی دو پیکسل در کنار خود دارد. در نتیجه، هر دو کانال رنگی در نصف وضوح کانال روشنائی، دیجیتالی می‌شود و داده‌های موجود برای آن دو کانال را تا پنجاه درصد کاهش می‌دهد. این‌کار سبب می‌شود که همه داده‌هائی که برای هر فریم ویدیوی مورد نیاز است تا ۳۳% کاهش پیدا کند. نمونه ۴:۲:۰ در نظر دارد کانال‌های رنگ‌بندی را یک قدم بیش از ۴:۲:۲ جلو ببرد. اگر برای هر چهار پیکسل، چهار نمونه روشنائی و هیچ نمونه رنگی داشتیم، به نمونه ۴:۰:۰ تبدیل می‌شد. البته مشخص است که اگر هیچ داده رنگی موجود نبود، تصویر شما سیاه و سفید می‌شد. اگر خطوط اسکن به‌صورت یک در میان در ۴:۲:۲ دیجیتالی می‌شدند و خطوط میان آنها نیز روی ۴:۰:۰ قرار می‌گرفتند، داده‌های رنگی از ۴:۲:۲ خطوط اسکن به ۴:۰:۰ خطوط اسکن متناوب می‌رسید، هر چند که میزان داده‌های موردنیاز برای توصیف فریم‌های ویدیوئی کاهش می‌یافت.

● چگونگی عنوان‌گذاری را یاد بگیریم

آیا می‌خواهید به کارتان اعتبار دهید؟ چطور است که روی ویدیوهایتان عنوان بگذارید؟ این کار در پریمیر خیلی ساده و راحت صورت می‌گیرد.

۱) در منوی FILE گزینه NEW و سپس TITLE را برگزینید.

۲) پنجره جدیدی پدیدار می‌شود. حال در منوی سمت چپ این پنجره روی T کلیک کنید تا بتوانید در پنجره مربوط به آن نام دلخواه خود را تایپ کنید.

۳) حالا تمام کاری که باید انجام دهید ذخیره نام عنوان در بخش Savethetitle است.

در اینجا به نکات بیشتری برای ایجاد عنوانی بهتر اشاره می‌شود:

▪ برای مشخص سازی سایزی که می‌خواهید فریم عنوانتان داشته باشد، دیمانسیون‌ها را در پیکسل‌ها تایپ کنید. برای مثال ۳۲۰ افقی (h) یا ۲۴۰ عمودی (V).

▪ حالت ظاهری:

نسبت ظاهری پیکسل‌ها را انتخاب کنید تا روی خروجی نهائی ویدیوی شما قرار گیرد.

▪ زمینه پشتی:

روی کادر موردنظر کلیک کنید تا رنگ خاصی برای پس‌زمینه پروژه خود انتخاب کنید.

اگر می‌خواهید رنگ زمینه پشتی در پریمیر قابل رؤیت باشد، Opaque را انتخاب کنید.

انتخاب گزینه Show Safe Titles نیز باعث نمایش محدوده‌های محافظ حرکت و محافظ عنوان NTSC می‌شود.

NTSC-Safe Colors را انتخاب کنید تا زمانی‌که عنوان در حال ارائه شدن است، رنگ‌های خارج از محدوده NTSC-Safe به صورت خودکار وارد محدوده NTSC-Safe شوند. احتمال اینکه این گزینه رنگ‌ها را خفه کند وجود دارد. اگر مشغول عنوان‌گذاری برای تلویزیون‌های NTSC هستید و این گزینه را انتخاب نکرده‌اید، احتمال اینکه رنگ‌های خارج از محدوده NTSC-Safe در خط اسکن تلویزیون ضعیف‌تر و درهم‌آمیخته‌تر جلوه کنند، بیشتر می‌شود.

آنچه مسلم است همه افراد زمان زیادی را بدون اینکه واقعا مطلبی برای گفتـــــن داشتــه باشند، صرف صحبت کـــردن می‌کنند. حتی شکسپیر با به کـار بردن همه فنون شاعری، سرودن شعرهای زیبا و نوشتن نمایشنامه‌های بدیع، در یک سرگذشت طولانی فقط به توصیف یک یـا چند واقعه مهم می‌پـــــردازد. در حالی که بایـد حداکثر مطالب را در کوتاه‌ترین مدت بیان کرد. در واقع دیگران وقت و شکیبایی گوش دادن به سخنان طویل و بی‌معنی را ندارند.

این موضـــــوع در دنیای کامپیوترها نیــز صادق است. کامپیوترها از زبان مختص به خود یعنی زبان باینری که رشته‌ای از اعداد ۰ و ۱ است، استفاده می‌کنند. اگر چه با گذشت زمان فضای بیشتری برای کار با فایل‌های بزرگ‌تر در اختیـــــار کاربران گذاشته شده است ولی هنوز مشکل فضای ذخیره‌سازی و تنگناهای پهنای باند مطرح است.

معمولا برای ذخیره یک داستان کوتاه ۲۵۰ هزار کلمه‌ای در قالب یک فایل متنی، تقریبا به ۲۲۵ مگابایت فضا نیاز است که این میزان نه تنها بیشتر از ظرفیت یک فلاپی دیسک است، بلکـــــه انتقال آن از طریق یک اتصال dial-up به زمان زیادی نیـاز دارد. لذا باید طی فرآیندی موسوم بـــــه فشرده‌سازی، اندازه فایل را بدون آسیب یــا ایجاد اشکال در داده‌ها، کاهش داد.

اهمیت فشرده‌سازی ناشی از این واقعیت است که ایجاد فضای بیشتر در هارددرایو علاوه بر آنکه منجر به عملکرد بهتر سیستم می‌شود، از نظر مالی نیز باعث کاهش هزینه‌ها خواهد شد. برای مثال، اگر هزینه استفاده نامحدود از اینترنت را بانرخ یکنواخت در نظر بگیرید و در صورتـــــی که برای استفاده نامحدود ماهانه از اینترنت پول پرداخت می‌کنید، شاید دیگر به حجم داده‌هایی کـــــه ارسال یا دریافت می‌کنیـــد اهمیت ندهید. در حالی که شرکت ارائه‌دهنده خدمات اینترنتی (ISP) شما باید برای تمامی مـــــوارد اعم از فضای سرور تا اتصال پرسرعت هزینه‌ای به شرکت مخابرات پرداخت کند. لذا ISPها نرخ ماهانه خدمـــــات به مشتـــــری را بر مبنـــــای متوسط هزینه کاربران متعدد خود به اضافه سودی جزئی قرار می‌دهنـــــد.

بنابراین اگر همــه کاربران یک ISP بـــــه ارسال و دریافت فایل‌های غیرفشرده بپـــــردازند، این حجم زیاد منجـــــر به افزایش هزینه‌های ISP شده و سرعت اینترنت را کاهش می‌دهد. (یکی از علل نیاز به بلوکـه کردن هرزنامه‌هـــــا جهت کاهش هزینه‌هـــــا در سطح ISP.) در هر حـــــال فشرده‌سازی یکـــــی از عملیات اصلـــــی برای کـــــار با کامپیوتر است و با احتیاج روز افـــــزون به اطلاعات و سرگرمی‌ها در آینده نیاز بیشتری به آن خواهیم داشت.

● فشرده‌سازی با ۰ و ۱

عبارت What mine is yours, and what is yours is mine از عبارات معـــــروف یکی از نمـــــایشنامه‌های شکسپیـــــر است این عبارت نسبتا کوتاه است ولی می‌توان آن را به طور مختصرتری نیز بیان کرد. ایــن جملـــــه شامل ۳۶ حـــــرف، ۹ فاصله، یک کامـــــا و یک نقطـــــه است. بـــــا در نظر گرفتن اینکه هر بایت (۸ بیت) معـــــرف یک کاراکتـــــر است این عبارت دارای ۴۸ بایت(۳۸۴ بیت) است.

البته این جمله شامل کلمات زایدی نیز هست. در ایـــــن عبارت کلمه is سه مرتبه و کلمه what، mine و yours دو مرتبه تکرار شده‌اند. در اغلب الگوریتم‌های فشرده‌سازی از یک فرهنگ لغت یا فهرستی از کلمه‌هـــــا برای فایل مقصد جهـــــت کمک بـــــه ساخت اطلاعـــــات استفاده می‌شود. در این فهرست می‌توان از نمادهای تک کاراکتری برای نمایش رشته‌های تکراری کاراکترهـــــا یا کلمات فرهنگ لغت استفاده کرد. به این طریق با نادیده گرفتـــــن حرف W در اول این عبارت در کلمه What می‌توان این عبارت را با استفاده از کلیدهای زیر خلاصه کرد:

شکل خلاصه جمله به این شکل خواهد بود:

@&#۰۳۹;s # $ %, and @ $ % $ #.

اکنون این عبارت فقط شامل ۲۵ بایت است که تقریبا نصف اندازه عبارت اولیه است. بـــــا استفاده از فرهنگ لغت که تعیین کننده نماد برای هـر کلمه است، ساخت مجدد عبارت بـــــه آسانی انجام شدنی است.

البته بعضی اوقات این امکان وجود دارد که طول عبارت مختصر شده و فرهنگ لغت مربوط به آن، از عبارت اصلـــــی نیز بزرگ‌تر شود. البته بدیهـــــی است که در سندهای بزرگ‌تـــــر استفاده از این روش منجر به کاهش اندازه فایل می‌شود که بر حالت اولیه فایل ارجحیت دارد.

در کامپیوترها به عنوان زبـــــان اصلـــــی از زبان انگلیسی استفاده نمی‌شود. آنهـــــا کار خود را با شناسایـــــی الگوها انجام می‌دهنـــــد. نه تکرار کلمات. در عبارت مورد بحث اولین رشته تکـــــراری، کلمه What و دومین رشتـــــه تکراری s_ است در واقع کلمـــــه اصلی تکراری کلمه _is_ است (در این مثال از علامت_ برای نشان دادن فاصله استفاده می‌شـــــود.) اکنـــــون اگر به جای is مقدار _is_ را معادل $ قـــــرار دهیـــــم، ایـــــن عبارت از ۴۸ بایت به ۱۹ بایت کاهش می‌یابد:

@&#۰۳۹;s#$%, and @$%$#.

دیکشنری‌ها انطباقی هستند; به این معنا که سنــد را تحلیل کرده، از کارآتـــــرین نمادهـــــا بـــــرای جایگزینـــــی کلمه‌هـای آن استفاده می‌کنند. بـــــرای مثـــــال، شما می‌توانیـــــد یک نمــاد دیگر در فرهنگ لغت برای s_ نیز در نظر بگیرید ولی در این صـــــورت انـــــدازه فایل به طور مطلوبی کاهش پیدا نخواهد کرد.

● فشرده‌سازی بیشتر

طول عبارت فوق را می‌توان حتی از ۱۹ بایت نیز کوچک‌تر کرد ولی برای انجـــــام این کار باید کل عبارت را فشرده‌تر ساخت. به عبارت دیگر باید از سطوح پایین‌تر کاراکترها و ارقام باینری استفاده کرد.

یک بیت یا ۰ یا ۱ است. بنابراین دو بیت یکـــــی از چهار مقدار ۰۰، ۰۱، ۱۰ یا ۱۱ است. به همین ترتیب۳ بیت دارای ۸ مقـــــدار ممکـــــن و ۸ بیـــــت (یک بایت) دارای ۲۵۶ مقدار ممکن است.

ASCII (کـــــد استاندارد امریکایـــــی برای تبادل اطلاعات) جدولی از ۲۵۶ کاراکتـــــر استاندارد مشتمل بـــــر حروف، اعـــــداد و علایـــــم نشانه‌گذاری است که یک صفحه کلید استاندارد به زبان انگلیسی را تشکیل می‌دهند. بنا به پیش‌فرض در تنظیمات مجموعه کد ASCII، اندازه هر کاراکتر ۸ بیت در نظر گرفته شده است.

عبـــــارت مورد بحث مـــا دارای فقط ۱۸ مقدار کاراکتری است ولی اگر ایــن رشته کاراکتری برحسب مقادیر باینـــــری درج شود، فقط شامل ۱۲ مقدار(.andا, %$#@) می‌شود. لذا برای ارائه این رشته به جـــــای ۲۵۶ مقدار فقط به ۱۲ مقدار نیـــــاز خواهیـــــم داشت. برای درک بهتر این مطلب به جدول ۱ مراجعه کنید:

برای افزایش بازده کار در این جدول و نگاشت کدهای کوتاهتر نمادهایی که به طور متداول از آنها استفاده می‌شود، به کار برده شده‌اند.

جمع بیت‌ها در این جمله ۳۸ بیت است که نسبت به ۳۸۴ بیت در عبارت اصلی، نسبت فشرده‌سازی آن ۱۰ به ۱ است. در این مثال کدهای مورد استفاده به عنوان نمونه ارائه شده‌اند. فرضا کد ۱۱۰ کـه می تواند به شکل "."، "$@، "_#" یـــــا حتی "$"_ در نظـــــر گرفته شوند. کدهـــــای حقیقی بایـــــد در یک رشتـــــه طولانـــــی باینـــــری و به صورت منحصر به فرد قابل شناسایی باشند.

● الگوریتم‌های مختلف

با توجه به اینکه کلیه فایل‌ها از نظر فشرده‌سازی در یک رده قرار ندارند، استفاده از یک الگوریتم فشرده‌سازی بـــــرای همه فایل‌ها کار درستی نیست. بدین منظـــــور بـــــرای فشـــــرده‌ کردن فایل‌هـــــا رویه‌هــــــای مختلفـــــی ارائه شده است. در سیستم عامل مکینتاش اغلب از فرمت فایل RAR و SIT و در کامپیوترهـــــای PC عمدتا از فرمت ZIP برای فشرده‌سازی استفاده می‌شود. این رویه‌هـــــا کـــــه برای فشرده‌سازی یا آرشیو دستـــــه‌ای از فایل‌ها مـــــورد استفـاده قـرار می‌گیرند، فشرده‌سازی بدون اتلاف(lossless ) هستنــــد. در این روش تعداد بیت‌های هر پیکسل بدون از دست دادن اطلاعات یـــــا کیفیت کــاهش داده شده یا از حالت فشرده خارج می‌شود.

در فرمت‌هـــــای فشرده‌ســـــازی تصویر ماننـــــد فرمت

(JPEG (Joint Photographic Experts Group، فرمت تصاویر ویدئـــــویـــــی ماننـــــد Moving Pictures Experts Group-۴) MPEG-۴) و فرمــت‌هــای صــوتــی مـاننـد MP۳ و WMA)Windows Media Audio)، علاوه بـــــر کـاهش انـدازه فایل می‌توان بـر میزان فشرده‌سازی کنترل داشت. ایـــــن فرمت‌ها برای فشرده‌سازی فایل‌های صوتی، ویدئویی و تصویری فوق‌العاده هستند. ولی در این رویه‌ها فشرده‌سازی بـا اتلاف (lossy) انجام می‌شود; بدین معنا که بخشی از اطلاعات حذف می‌شوند.

البته روش‌‌های فوق برای کاهش حجم سندهـــــای متنـــــی مناسب نیستند، زیرا نتیجه کار فایلی است که پس از خــارج شدن از حالت فشرده، نیمی از حروف آن از بین رفته است.

به همیـــــن ترتیب، فناوری‌های فشرده‌سازی سنتی مانند LZW و ZIP به هیچ نحو مناسب فشرده‌سازی فایل‌های صوتی و تصویری نیستند زیرا این برنامه‌هـــــای سنتی، محتویـــــات چندرسانـــــه‌ای را نمی‌شناسند، لذا برای فشرده‌سازی فایل‌های صوتی از فرمت‌های صوتـــــی خاصـــــی که سیگنال‌هـــــای صوتی را شناسایی و بر پایه مدل‌هـــــای ساختـــــه شده بر اســـــاس قــدرت شنوایی انسان تغییر می‌دهند، استفاده می‌شود. فرضا در فشرده‌ســـــازی فایل‌هـــــای صوتی، هنگامی کــه صدای یک زنگ کوتاه تحت تاثیر صدای بلند یک سنج شنیده نمی‌شود، این نـــــوع صدا به هنگام فشرده‌سـازی فـــــایل، ضبط نمی‌شـــــود.

همین طور هنگامـــــی کـــــه بلندگوهای شنوندگان فایل صوتی فقط اصواتی تا فرکانس ۱۶ کیلوهرتــز را پخش می‌کنـــــد، دلیلـــــی ندارد که کلیه اطلاعات بین فرکانس‌هایی از ۱۶ تا ۲۰ کیلوهرتز و یا بالاتر از قوه شنوایی بیشتر انسان‌ها در فایل قرار گیرند.

فرآیند فشرده‌سازی فایل‌های ویدئویی از این هم پیچیده‌تر است. تازه کاران می‌توانند عملیاتی مانند محدودسازی پالت رنگ را که کاملا مشابه کاهش اندازه فایل از طریق فرهنگ لغت نمادها است، انجام دهنـــــد. در این نوع فشرده‌‌سازی، اگر مقدار رنگ پیکسل از یک قاب به قاب دیگر تغییر نکرده باشد، نیازی به ذخیره دوباره آن نیست; فقط در قاب بعدی باید بـــــه این پیکسل اشــاره شود تا رنگ موجود در آن نقطه تکرار شود.

استفـــــاده از بعضی روش‌های دیگر، مستلزم داشتن مهارت‌های بیشتـــــری است ماننـــــد رمزگذاری دلتـــــای شرکت اینتل (Intel) که مدت‌هاست بـــــه خاطر طرح Indeo از آن استفـــــاده می‌شود. اگـــــر عکسی از یک رنگین‌کمان کامل بگیـــــرید، مشاهـــــده خواهید کرد که رنگ به طور یکنواخت از قرمـز تا بنفش تغییر می‌کنـــــد و تغییـــــر رنگ‌ها بـــــه تدریج انجـــــام می‌شود. اگر روی خطی از پیکسل‌هـــــا به طور افقـــــی حرکت کنید، رنگ از یک نقطه به نقطه دیگر به تدریج تغییر می‌کند و مانع تکرار یک مقدار می‌شـــــود. بنابرایـــــن طی مراحل مختلف رمزگذاری دلتا، از گستره بزرگی از رنگ‌های از پیش‌تعریف شـــــده، مانند آبی- قرمـــــز- نارنجـی یا رنگ‌های یک طیف استفاده می‌شود. در برنامه Indeo تلاش می‌شود تا تغییر تدریجی درجـــــه رنگ قوس و قزح با یکی از ســـــایه رنگ‌های از پیش تعریف شـــــده تطبیق داده شود و در نهایت یک فـــــرهنگ لغت اختصاری مربوط به آن ارائه شود.

● انتخاب نوع فشرده‌سازی

با وجود انواع روش‌های فشرده‌سازی، بهتریـــــن روش آن است که در آن از چند فـرمت متداول در فایل مورد نظر پشتیبانی شود. البته بـــــرای فشرده‌ســـــازی فـــــایل بــه یک رابط آسان و کاربر پسند نیز نیـــــاز خواهیـــــد داشت. برای مثال، فشرده‌سازی فایل‌های صوتی بـــــه فـــــرمت WMA بـــــا استفاده برنامه کاملا منـــــاسب و ســـــاده ۹ Windows Media Encoder به سهولت انجام می‌پذیرد; زیـرا این برنامه از رابـــــط محبـــــوب و پـــــرطرفدار ویندوز بهره می‌گیرد. Windows Media EnCoder ۸ از طریق خط فرمان اجرا می‌شود. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد انواع فشرده‌سازی به روش lossless به سایت زیر مراجعه کنید:

Jeff Gilchrist Compression Archive )Compression.ca) در این سایت بررسی‌های جامعی در مورد برنامه‌های اصلی و فرعی فشرده‌سازی و پیوند به آنها ارائه می‌شود.

فشرده‌ســـــازی صوتـــــی سمت کلاینت بـــــا نرم‌افزارهایـــــی (مانند برنـــــامـــــه QuickTime شرکت Apple، RealAudio شرکت RealNetworks و Windows Media Audio شرکت Microsoft یا از طریق برنامه‌هـای توسعـــــه‌دهندگان نرم‌افزاری دیگر مانند برنامه MusicMatch Jukebox برای فشرده‌ســـازی فایل‌هـــــای صوتی خام بـــــه ۳MP یـــــا Windows Media صورت می‌گیرد. اگر در کار فشرده‌سازی فایل‌ها تازه کار هستید و نیاز به راهنمایی دارید می‌توانید از یکـــــی یا هر سه برنامه فشـــــرده‌سازی به روش Lossless کـــه به طور رایگان ارائه می‌شود، استفاده کنید:

۱) برنامه StuffIt محصول شرکت Allume Systems )www.stuffit.com) محبوبیت این برنامه مکینتاش به طور فزاینده‌ای در میان کاربران ویندوز، Solaris و لینوکس رو به افزایش است.

شرکت Allume مدعی است کـــــه فرمت StuffIt )SIT) به میزان ۲۰ درصد بیشتر از ZIP استفاده می‌شـــــود و دارای یک رابط آسان است و می‌تـــــوان آن را از یک منـــــوی بـــــازشـــــو بـــــا یـــــک کلیک راست در Windows Explorer نیز اجرا کرد. در کل StuffIt یک برنامه عالی و اجرای آن فوق‌العاده آسان است.

۲) برنامـــــه PKZIP ســـــاخت PKWare)www.pkware.com) بیش از یک دهه قبل شرکت PKWare فرمت ZIP را ارائه داد و از آن زمـــــان تاکنـــــون همچنان به توسعه و بهینه‌سازی این فناوری کاربر پسند پرطرفدار ادامه داده است. تـرکیب رمزی و فشرده‌سازی این برنامـــــه، امنیت مستنـــــدات کاربر را بـــــا استفاده از مجوزها و کلمه‌های عبور تامین می‌کند و نیز با کاهش پهنای باند مورد نیاز، در تامیـــــن نیازمندی‌های حافظه مدیران شبکـــــه را یاری می‌دهد. شـــــرکت PKWare نسخه‌هـــــای مختلفـــــی از PKZIP بـــــرای انواع سیستم‌ها از دسک‌تــاپ گرفته تا سیستم‌های MainFrame ارائه می‌کند.

۳) برنـــــامـــــه WinZip ســـــاخت شـــرکت WinZip Computing )www.winzip.com)

WinZip اولیـــــن برنامه‌ تحت ویندوز است کـــــه در آن از فناوری ZIP استفاده شده است. ویـــــزارد کوچک و آســـــان و نیـــــز رابط قدرتمنـــــد آن بـــــاعث شـــــده است کـــــه این برنامه همچنان یکی از برنامه‌های کاربـــــر پسنـــــد پرطرفدار فشرده‌سازی به شمار آید. امروزه WinZip یکـــــی از برنامه‌های اصلی ویندوز XP محسوب می‌شود که بدون هیچ مشکلی در پوسته Windows Explorer گنجانده شده است. به این ترتیب هر کاربر پیشرفته‌ای می‌تواند به بیشترین ویژگی‌های فشرده‌سازی بـــــدون نیاز به باز کردن این برنامه دسترسی داشته باشد.

● حکایت فشرده‌سازی در ویندوز

در اوایل دهه ۹۰ یعنی زمانی کـــــه ظـــــرفیت درایوها اندک و DOS حـــــاکم بلامنازع دنیای کامپیوتر بود، برنامه STACKER ارائه و به زودی محبـــــوبیت فوق‌العـــــاده‌ای یافت. بـــــه کمک ایــن برنامه و پرداخت هزینه‌ای چند دلاری هر کاربری می‌توانست با اجرای یک رشته عملیـــــات ظرفیت هارددرایو خود را با فشرده‌سازی فایل‌ها به دو برابر رسانده و در هنگام لزوم فایل را از حالت فشرده خارج سازد.

با گذشت زمان وطرح شکایت Stac از مایکروســـــافت، این شرکت متعهد شد که بدون هیچ گونه پرداخت هزینه برای مجوز، فناوری STACKER را در ۶ DOS به کار برد. در سال ۱۹۹۳ سیستم عامل ۶ DOS با فناوری مشابهی موسوم به DoubleSpace راه‌اندازی شد ولی بـــــا دعـــــــوی مطـــــرح شده، مایکروسافت ملزم به پرداخت ۱۲۰ میلیـــــون دلار خســـــارت بـــــه Stac شد و از آنجائیکه برنامه ارائـــــه شـــــده نیـــــز دارای اشکالات متعـــــددی بود این پرسش برای عموم مطرح شد که آیا فشرده‌سازی در سطح درایو کار درستی است یا نه؟

پس از چند ماه، مایکروسافت اشکالات این برنامه را بر طرف کرد. در ۶.۲ DOS این برنامه حذف شد ولی مجددا با نام DriveSpace همراه ۶.۲۲ DOS ارائه شد. پس از آن تا زمـــــان ارائه ویندوز ۹۸، این برنامـــــه بـــــه طور گسترده برای فشرده‌ســـــازی فایل‌ها مورد استفاده قرار گرفت. با ارائه ویندوز ۹۸ و نیاز به یک رابط گرافیکی و حداکثـــــر واکنش فـــــایل بـــــه هنگام فشـــــرده‌سازی، به تدریج از محبوبیت آن کاسته شد. به علاوه افزایش فضاها هارددرایو و عدم نیاز به هر بیت از حافظه نیز به طور قابل ملاحظه‌ای در کاهش استفاده از این برنامه تاثیر گذاشت.

در ویندوز ۹۸ بـــــاز هـــــم شـــــرکت مایکروســـــافت درگیـــــر مشکل فشرده‌سازی شد; زیـرا برنامه نسبتا بهینه شده ۳ DriveSpace مانند نسخه‌های قبلـــــی آن فقط از قابلیـــــت کار بـا FAT برخوردار بود. در ویندوز ۹۸ با FAT و FAT۳۲ بـــــه دو صـــــورت متفاوت برخورد شــد و کاربرانی کهFAT۳۲ را انتخاب می‌کردند، متوجه شدند که برای آنان برنامه فشرده‌سازی در نظر گرفته نشده است. این مساله هنوز هم در ویندوز Me که بعد از ویندوز ۹۸ ارائه شد به صورت معضلی باقی مانده است.

در حال حاضر، با ورود درایوهای ۳۰۰ گیگابایتی و بزرگ‌تر به بازار و دسترسـی صاحبان کامپیوترهای شخصی به این درایوها، دیگر بـــــه فشرده‌سازی درایـــــو نیـــــازی نیست. بـــــا تعجب باید گفت که فشرده‌سازی به ویندوز بازگشته است، اما نه برای درایوها، بلکه تنها برای فایل‌ها و پوشه‌های درایـــــوهایی کـــــه از سیستـــــم فایل NT موسوم به NTFS استفاده می‌کنند. در ویندوز XP می‌توان با انتخاب گزینه‌هایی از منوهای Windows Explorer فـــــایل را کوچک‌تـــــر کــرد و در برنامه‌هـــــای کاربردی ماننـــــد Outlook مایکروسافت می‌توان مکاتبات قدیمی و ضمایم فایل‌ها را فشرده و بایگانی کرد.

به هر حال همه افرادی که با کامپیوتر کار می‌کنند و با ذخیره‌سازی فایل‌ها سرو کار دارند و تمامی افرادی که در حذف فایل‌های قدیمی غفلت می‌کنند، اکنون اذعان دارند که فشرده‌سازی فایل‌ها و پوشه‌ها برای سازماندهی اطلاعات، بهینه‌سازی عملکرد درایو و صرفه‌جویی در هزینه‌های سخت‌افزاری بهترین چاره کار است.

Mp3 الگوریتم فشرده سازی

همه ی ما تا کنون از فایل های Mp3 استفاده کرده ایم. اما تا به حال به این فکر کرده اید که بین صدایی که از فایل MP3 و صوتی که ما به صورت معمول در گفتگوهای روزانه می شنویم چه تفاوتی وجود دارد. یا شاید با خودتان این فکر را کرده اید که چرا یک خواننده خوب، باید در کنسرت ها خودنمایی کند نه در سی دی های صوتی خود!

ما در این جا قصد نداریم MP3 را محبوب یا خراب کنیم چون بدون شک یکی از بهترین الگوریتم های فشرده سازی صوت است. در این مطلب به طور مختصر به الگوریتم MP3 که یک الگوریتم فشرده سازی صوت است می پردازیم. و در ادامه با مباحث زیر آشنا می شویم:

v 

الگوریتم فشرده سازی MP3

هدف اصلی الگوریتم های فشرده سازی، تولید و ارائه سیگنال های دیجیتال صوت به هنگام decoded (رمز گشایی) و تکثیراست ؛ صوت هایی همانند سیگنال های اورجینال موقعی که حداقل اطلاعات دیجیتال (bit_rate ) برای فشرده سازی استفاده کرده باشند ارائه می دهند.
انواع محتلفی از الگوریتم های فشرده سازی موجود است. این مقاله مقدماتی از فشرده سازی MP3 را بیان می کند.
هر برنامه کاربردی  مورد استفاده در فشرده سازی حداقل به دو بخش نیاز دارد: بک Chip یا Coder (رمزگذار) برای فشرده سازی و یک Decoder (رمزگشا) برای از فشرده سازی خارج کردن.
به عنوان مثال، شرح یک سیگنال صوت در دو حوزه ی مختلف، مثالا صدای پیچیده آژیر آمبولانس، می توان این دو روش وابسته را به شرح زیر بیان کرد:

vنمونه برداری از دامنه صدا به دفعات زیاد در ثانیه، که با تقریب خوبی تابع صوت در واحد زمان را به ما می دهد.

vتجزیه و تحلیل صدا در بخش های زیر و بمی صدا و نوت های صدا یا فرکانس و ثبت دامنه هر یک از فرکانس ها.

در شکل 1، یک سیگنال شامل یک موج سینوسی بر حسب 8Hz داریم. 8Hz به معنای آن است که موج با 8 دوره گردش در ثانیه کامل می شود و این همان فرکانس موج است.