파일 압축은 어떻게 작동합니까?

파일 압축은 어떻게 작동합니까?

파일 압축은 웹 작동 방식의 핵심 부분입니다. 그렇지 않으면 너무 많은 대역폭과 시간이 소요되는 파일을 전송할 수 있습니다. ZIP 파일에 액세스하거나 JPEG 이미지를 볼 때마다 파일 압축의 이점을 누리고 있습니다.





따라서 어느 시점에서 아마도 다음과 같은 질문을 했을 것입니다. 파일 압축은 어떻게 작동합니까? 다음은 압축이 작동하는 방식에 대한 기본 보기입니다.





압축은 무엇을 의미합니까?

간단히 말해 파일 압축(또는 데이터 압축)은 원본 데이터를 보존하면서 파일 크기를 줄이는 작업입니다. 이렇게 하면 파일이 저장 장치에서 더 적은 공간을 차지할 뿐만 아니라 인터넷이나 다른 방법으로 더 쉽게 전송할 수 있습니다.





압축이 무한하지 않다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 파일을 ZIP으로 압축하면 크기가 줄어들지만 파일을 계속 압축하여 더 이상 크기를 줄일 수는 없습니다.

일반적으로 파일 압축은 손실 및 무손실의 두 가지 주요 유형으로 나뉩니다. 이 두 가지가 차례로 어떻게 작동하는지 살펴보겠습니다.



파일 압축 작동 방식: 손실 압축

손실 압축은 불필요한 정보 비트를 제거하여 파일 크기를 줄입니다. 소스 미디어의 완벽한 표현이 필요하지 않은 이미지, 비디오 및 오디오 형식에서 가장 일반적입니다. 이러한 유형의 미디어에 대한 많은 일반적인 형식은 손실 압축을 사용합니다. MP3와 JPEG가 인기 있는 두 가지 예입니다.

MP3에는 원본 녹음의 모든 오디오 정보가 포함되어 있지 않습니다. 대신 사람이 들을 수 없는 일부 소리가 나옵니다. 어쨌든 누락된 것을 눈치채지 못할 것이므로 해당 정보를 제거하면 기본적으로 아무런 단점 없이 파일 크기가 작아집니다.





소셜 미디어에서 벗어나는 방법

마찬가지로 JPEG는 이미지에서 중요하지 않은 부분을 제거합니다. 예를 들어, 파란 하늘이 포함된 사진에서 JPEG 압축은 수십 개의 다른 음영을 사용하는 대신 모든 하늘 픽셀을 하나 또는 두 개의 파란색 음영으로 변경할 수 있습니다.

그러나 파일을 더 많이 압축할수록 품질 저하가 더 눈에 띄게 나타납니다. YouTube에 업로드된 진흙 투성이의 MP3 파일에서 이것을 경험했을 것입니다. 예를 들어 다음 고품질 음악 트랙을 비교하십시오.





같은 노래의 압축률이 높은 이 버전으로:

손실 압축은 파일에 목적에 필요한 것보다 더 많은 정보가 포함되어 있을 때 적합합니다. 예를 들어 거대한 RAW 이미지 파일이 있다고 가정해 보겠습니다. 이미지를 큰 배너에 인쇄할 때 그 품질을 유지하고 싶지만 RAW 파일을 Facebook에 업로드하는 것은 무의미합니다.

사진에는 ​​소셜 미디어 사이트에서 볼 때 눈에 띄지 않을 정도로 많은 데이터가 포함되어 있습니다. 이미지를 고품질 JPEG로 압축하면 일부 정보가 손실되지만 육안으로는 이미지가 거의 동일하게 보입니다. 보다 인기 있는 이미지 형식 비교 이것에 대해 더 자세히 알아보기 위해.

일반적인 사용에서 손실 압축

앞서 언급했듯이 손실 압축은 대부분의 미디어에 적합합니다. 이 때문에 지속적으로 방대한 양의 정보를 전송하는 Spotify 및 Netflix와 같은 회사에 필수적입니다. 품질을 유지하면서 파일 크기를 최대한 줄이면 작업이 더 효율적입니다. YouTube의 모든 동영상이 원래의 압축되지 않은 형식으로 저장되고 전송되는지 상상할 수 있습니까?

그러나 손실 압축은 모든 정보가 중요한 파일에는 잘 작동하지 않습니다. 예를 들어, 텍스트 파일이나 스프레드시트에 손실 압축을 사용하면 출력이 왜곡될 수 있습니다. 최종 제품에 심각한 손상을 주지 않고는 아무 것도 버릴 수 없습니다.

손실 형식으로 저장할 때 종종 품질 수준을 설정할 수 있습니다. 예를 들어, 많은 이미지 편집기에는 0-100 사이에서 JPEG 품질을 선택하는 슬라이더가 있습니다.

90% 또는 80%로 저장하면 파일 크기가 상당히 줄어들지만 눈에는 거의 차이가 없습니다. 그러나 저품질로 저장하거나 동일한 파일을 손실 형식으로 반복적으로 저장하면 품질이 저하됩니다.

아래에서 이에 대한 예를 볼 수 있습니다(더 큰 이미지를 보려면 클릭). 왼쪽은 에서 다운로드한 원본 이미지입니다. Pixabay JPEG로. 중간 이미지는 50% 품질의 JPEG로 저장한 결과입니다. 그리고 가장 오른쪽 이미지는 10% 품질의 JPEG로 저장된 원본 이미지를 보여줍니다.

이미지 갤러리 (3 이미지) 확장하다 확장하다 확장하다 닫다

얼핏 보면 가운데 이미지가 나쁘지 않아 보입니다. 확대하면 상자 가장자리 주변의 인공물만 알 수 있습니다. 물론 가장 오른쪽 이미지는 즉시 끔찍해 보입니다.

업로드를 위해 자르기 전의 파일 크기는 각각 874KB, 310KB, 100KB였습니다.

파일 압축 작동 방식: 무손실 압축

무손실 압축은 원본 파일을 완벽하게 재구성할 수 있도록 파일 크기를 줄이는 방법입니다. 손실 압축과 달리 정보를 내보내지 않습니다. 대신 무손실 압축은 기본적으로 중복성을 제거하여 작동합니다.

sd카드는 다 똑같다

이것이 의미하는 바를 보여주기 위해 기본적인 예를 들어보겠습니다. 아래는 파란색 2개, 노란색 5개, 빨간색 3개 등 10개의 벽돌 더미입니다. 이 스택은 이러한 블록을 설명하는 간단한 방법이지만 그렇게 하는 다른 방법이 있습니다.

10개의 블록을 모두 표시하는 대신 각 색상 중 하나만 제외하고 모두 제거할 수 있습니다. 그런 다음 숫자를 사용하여 각 색상의 벽돌이 몇 개인지 표시하면 훨씬 적은 수의 벽돌을 사용하여 똑같은 정보를 표현한 것입니다. 이제 10개의 벽돌 대신 3개의 벽돌만 필요합니다.

이것은 어떻게 무손실 압축이 가능한지를 보여주는 간단한 예시입니다. 중복성을 제거하여 동일한 정보를 보다 효율적으로 저장합니다. 아래 문자열이 있는 실제 파일을 고려하십시오.

mmmmmuuuuuuuoooooooooooo

다음과 같이 훨씬 짧은 형식으로 '압축'할 수 있습니다.

m5u7o12

이를 통해 동일한 데이터를 나타내는 데 24자 대신 7자를 사용할 수 있어 상당한 절약 효과를 얻을 수 있습니다.

일상적인 사용에서 무손실 압축

위에서 언급했듯이 원본 파일을 제거할 수 없는 경우 무손실 압축이 중요합니다. ZIP 파일이 어떻게 작동하는지 궁금하다면 이것이 답입니다.

Windows에서 실행 가능한 프로그램에서 ZIP 파일을 만들 때 무손실 압축을 사용합니다. ZIP 파일 압축은 프로그램을 저장하는 더 효율적인 방법이지만 압축을 풀면(압축 해제) 모든 원본 정보가 있습니다. 손실 압축을 사용하여 실행 파일을 압축한 경우 압축을 푼 버전이 손상되어 사용할 수 없게 됩니다.

일반적인 무손실 형식에는 이미지용 PNG, 오디오용 FLAC 및 ZIP이 있습니다. 비디오용 무손실 형식은 엄청난 양의 공간을 차지하기 때문에 드뭅니다.

손실 압축 대 무손실 압축을 사용하는 경우

이제 두 가지 형식의 파일 압축을 살펴보았으므로 언제 둘 중 하나를 사용해야 하는지 궁금할 것입니다. 결과적으로 '더 나은' 압축 형식은 없습니다. 모두 파일을 사용하는 용도에 따라 다릅니다.

일반적으로 원본 자료의 완벽한 사본을 원할 때 무손실 압축을 사용하고 불완전한 사본이 충분할 때 손실 압축을 사용해야 합니다. 어떻게 조화롭게 작동하는지 보기 위해 다른 예를 살펴보겠습니다.

당신이 방금 오래된 CD 컬렉션을 찾아 디지털화하고 싶습니다. 컴퓨터에 모든 음악이 있습니다. CD를 리핑할 때는 무손실인 FLAC과 같은 형식을 사용하는 것이 좋습니다. 이렇게 하면 원본 CD만큼 좋은 마스터 복사본을 컴퓨터에 가질 수 있습니다.

나중에 휴대전화나 오래된 MP3 플레이어에 음악을 넣어 이동 중에도 들을 수 있습니다. 당신은 아마도 당신의 음악이 이것을 위한 완벽한 품질에 대해 신경 쓰지 않을 것입니다. FLAC 파일을 MP3로 변환 . 이것은 여전히 ​​완벽하게 들을 수 있는 오디오 파일을 제공하지만 모바일 장치에서 많은 공간을 차지하지 않습니다. FLAC에서 변환된 MP3의 품질은 원본 CD에서 바로 압축된 MP3를 만든 것과 같습니다. 당신은 할 수 있습니다 iPhone에서 직접 비디오 압축 .

파일에 표시되는 데이터 유형에 따라 가장 적합한 압축 유형도 결정될 수 있습니다. PNG 이미지는 무손실 압축을 사용하기 때문에 컴퓨터 스크린샷과 같이 균일한 공간이 많은 이미지에 대해 작은 파일 크기를 제공합니다. 그러나 PNG가 실제 사진에서 색상의 혼란을 나타낼 때 훨씬 더 많은 공간을 차지한다는 것을 알 수 있습니다.

파일 압축 중 문제

우리가 보았듯이 무손실 형식을 손실 형식으로 변환하는 것은 괜찮습니다. 무손실 형식을 다른 형식으로 변환하는 것도 마찬가지입니다. 그러나 손실 형식을 무손실 형식으로 변환해서는 안 되며 손실 형식을 다른 형식으로 변환하는 데 주의해야 합니다.

내 손전등을 켜줄 수 있어

손실 형식을 무손실 형식으로 변환하는 것은 단순히 공간 낭비입니다. 손실 형식은 데이터를 버립니다. 해당 데이터를 복구하는 것은 불가능합니다.

3MB MP3 파일이 있다고 가정합니다. 이를 FLAC으로 변환하면 30MB 파일이 생성될 수 있지만 이 30MB에는 훨씬 작은 MP3가 수행하는 정확한 사운드가 포함되어 있습니다. 무손실 형식으로 다시 변환해도 MP3 압축에서 버린 정보를 '복구'하지 않습니다.

마지막으로, 앞서 언급했듯이 손실 형식을 다른 형식으로 변환하거나 동일한 형식으로 반복적으로 저장하면 품질이 더욱 저하됩니다. 손실 압축을 적용할 때마다 더 많은 세부 정보를 잃게 됩니다. 이것은 파일이 본질적으로 손상될 때까지 점점 더 눈에 띄게 됩니다.

압축은 어떻게 작동합니까? 이제 당신은 알고

우리는 손실 압축과 무손실 압축을 모두 살펴보고 작동 방식을 확인했습니다. 이제 원본 형식보다 작은 크기로 파일을 저장하는 방법과 필요에 가장 적합한 방법을 선택하는 방법을 알게 되었습니다.

물론 손실 방법에서 어떤 데이터가 버려지는지와 무손실 압축에서 중복 데이터를 가장 잘 저장하는 방법을 결정하는 알고리즘은 여기에서 설명한 것보다 훨씬 더 복잡합니다. 관심이 있다면 이 주제에 대해 더 많은 것을 발견할 수 있습니다.

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저자 소개 벤 슈테그너(1735개의 기사 출판)

Ben은 MakeUseOf의 부편집장이자 온보딩 관리자입니다. 그는 2016년 풀타임으로 글을 쓰기 위해 IT 일을 그만두고 한 번도 뒤돌아보지 않았습니다. 그는 7년 넘게 전문 작가로서 기술 튜토리얼, 비디오 게임 추천 등을 다루고 있습니다.

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