Lossymuunnoksia

Lossymuunnokset ovat muunnoksia, joissa signaali tai data muunnetaan koeffisientteihin, joita kvantisoidaan ja mahdollisesti rajataan tai karsitaan. Tämä aiheuttaa pysyvän informaation menetyksen, jolloin rekonstrukjoitu signaali poikkeaa alkuperäisestä. Lossymuunnokset ovat keskeisiä digitaalisen pakkaamisen ja signaalinkäsittelyn tekniikoita, joissa tavoitteena on pienentää datan määrää säilyttäen hyväksyttävä laatu.

Toimintaperiaate on kolmivaiheinen: 1) alkuperäinen signaali x[n] muunnetaan muunnoksella T koeffisienteiksi c[k]; 2) koeffisientteja kvantisoidaan ja mahdollisesti karsitaan tai truncataan; 3) dekoodauksessa kvantisoidut koeffisientit muunnetaan takaisin käyttäen T^-1 ja muodostetaan likimääräinen signaali x'[n].

Yleisimmät esimerkit: JPEG-pakkaus käyttää DCT-pohjaista muunnosta (8x8-lohkoja). JPEG 2000 käyttää DWT-pohjaista pakkausta. Ääntä pakataan usein MDCT-pohjaisilla transformaatioilla (MP3, AAC). Muita transformaatiota, kuten Haar- tai Karhunen–Loève -pohjaisia, voidaan käyttää lossy-sovelluksissa riippuen sovelluksesta.

Ominaisuudet ja vaikutukset: Lossymuunnosten etuja ovat suuri tiedonpakkauskyky ja alhaisemmat tallennus- tai siirtokustannukset. Haittoja ovat artefaktit, kuten lohko-artefaktit JPEG:ssä tai reunahäiriöt JPEG 2000:ssä, sekä laatuun ja rekonstruoinnin epävarmuuteen liittyvä riippuvuus kvantisaatiosta ja käytetyistä psykoakustisista tai visuaalisista malleista. Valinta perustuu sovellukseen ja haluttuun kompromissiin.

Sovellukset kattavat visuaalisen ja audiomedian sekä yleisen digitaalisen tallennuksen pakkaamisen.