سیگنال فشرده شده (Compressed Signal)، در ریاضیات (Mathematics)
انواع سیگنال ها (Signal) را در آموزش زیر شرح دادیم :
سیگنال فشرده شده (Compressed Signal) :
تعریف: سیگنال فشرده شده (compressed) به سیگنالی گفته می شود که حجم داده آن نسبت به سیگنال اصلی کاهش یافته است. فشرده سازی سیگنال برای کاهش فضای ذخیره سازی و پهنای باند مورد نیاز برای انتقال انجام می شود.
انواع فشرده سازی: دو نوع اصلی: بدون اتلاف (lossless) و با اتلاف (lossy). در فشرده سازی بدون اتلاف، سیگنال اصلی به طور کامل قابل بازسازی است (مثل فایل های ZIP). در فشرده سازی با اتلاف، مقداری از اطلاعات حذف می شود که غیرقابل بازگشت است (مثل MP3, JPEG).
فشرده سازی صدا: MP3, AAC, Ogg Vorbis از مدل روان شنیداری (psychoacoustic) استفاده می کنند: صداهایی که گوش انسان نمی شنود (یا با صداهای بلندتر پوشانده می شوند) حذف می شوند.
فشرده سازی تصویر: JPEG از تبدیل کسینوسی گسسته (DCT) و کوانتیده سازی استفاده می کند. JPEG2000 از تبدیل موجک استفاده می کند.
فشرده سازی ویدئو: MPEG, H.264, H.265 از حذف اطلاعات مکانی (درون یک فریم) و زمانی (بین فریم ها) استفاده می کنند. فریم های کلیدی (I-frames) و فریم های تفاضلی (P, B-frames) داریم.
نسبت فشرده سازی (compression ratio): نسبت حجم داده اصلی به حجم داده فشرده شده. مثلا ۱۰:۱ یعنی حجم ۱۰ برابر کاهش یافته است.
کوانتیده سازی (quantization): یک مرحله کلیدی در فشرده سازی با اتلاف است که باعث کاهش دقت و در نتیجه کاهش حجم می شود.
کاربردها: ذخیره سازی فایل های صوتی و تصویری، پخش اینترنتی (استریمینگ)، تماس های تصویری، و هر جایی که پهنای باند یا فضای ذخیره سازی محدود است.
مثال عملی: یک فایل صوتی با کیفیت CD (حدود ۱۰ مگابایت در دقیقه) با استفاده از MP3 با نرخ ۱۲۸ کیلوبیت بر ثانیه به حدود ۱ مگابایت در دقیقه فشرده می شود (نسبت ۱۰:۱) با افت کیفیت نسبتا کم.
جمع بندی: فشرده سازی سیگنال یکی از حیاتی ترین فناوری ها در عصر دیجیتال است که امکان ذخیره و انتقال کارآمد داده های چندرسانه ای را فراهم می کند.
