21. 压缩-Compression_哔哩哔哩_bilibili
1. 简介
在第 21 集中，视频主要介绍了数据压缩技术，包括无损压缩和有损压缩，以及它们在计算机科学中的应用。视频首先介绍了文件如何编码和存储数据，然后深入解释了几种常见的压缩算法及其实际应用。
2. 文件与数据存储基础
视频从文件及其格式开始，提到文件是以特定形式编码和存储在计算机上的数据包，常见的文件包括文本、音频和图像文件。虽然这些文件格式简单，但不够高效，尤其在存储和传输大量数据时。因此，压缩技术出现了。
3. 无损压缩
3.1 游程编码 (Run-Length Encoding)
无损压缩方法的一个简单例子是游程编码（Run-Length Encoding），这种方式通过减少重复信息来压缩数据。以一个 4x4 像素的吃豆人图像为例，游程编码可以将连续的相同颜色像素简洁表示，大大减少了存储大小。
3.2 霍夫曼编码 (Huffman Coding)
另一种常见的无损压缩方法是霍夫曼编码（Huffman Coding），它通过构建霍夫曼树来生成高效的编码字典，将数据块替换为更紧凑的表示形式。以一幅图像为例，利用霍夫曼树可以显著减少图像数据的存储空间，同时保证解压后数据与原始数据完全一致。
4. 有损压缩
4.1 感知编码 (Perceptual Coding)
有损压缩方法则通过丢弃人类听觉或视觉无法察觉的信息，达到压缩数据的目的。以音频压缩为例，压缩算法可根据人类对不同频率敏感度的不同，选择性地降低某些频段的精度。MP3 格式就是利用这种感知编码，能将音频文件压缩到原来的 1/10。
4.2 图像与视频压缩
在图像压缩方面，JPEG 格式通过删减细微的空间频率数据来实现图像的压缩。以一张狗的图片为例，JPEG 压缩会分割图像为 8x8 的小块，然后丢弃大量高频信息，从而大幅减小文件大小。
视频压缩则可以利用每帧之间的相似性，仅存储变化的部分（时间冗余），如 MPEG-4 标准，可以让视频比未压缩文件小 20 到 200 倍。更高级的算法还会在帧之间应用简单的移动、旋转等效果来进一步压缩数据。
5. 总结
- 压缩技术分为无损压缩和有损压缩。
- 无损压缩保存所有原始数据，如游程编码和霍夫曼编码。
- 有损压缩通过丢弃人类难以察觉的信息来减小文件大小，如 MP3 和 JPEG 格式。
- 了解压缩技术有助于高效管理和传输各种数据文件。
