Was ist verlustbehaftete Kompression?
Verlustbehaftete Kompression ist eine Methode, die Dateien erheblich kleiner macht, indem sie Informationen dauerhaft entfernt. Im Gegensatz zur verlustfreien Kompression kann die Originaldatei nicht mehr perfekt wiederhergestellt werden.
Klingt schlimm? Tatsächlich ist es oft kein Problem – denn die entfernten Informationen sind solche, die der Mensch kaum wahrnehmen kann.
Wie funktioniert das bei Bildern (JPEG)?
Beim JPEG-Format wird das Bild in Blöcke von 8 × 8 Pixeln aufgeteilt. Dann werden Farbdetails, die das menschliche Auge schlecht wahrnimmt, vereinfacht oder ganz weggelassen.
Ergebnis: Ein Foto mit ursprünglich 8 MB kann als JPEG mit Qualität 80 % auf 1–2 MB geschrumpft werden – kaum ein Unterschied zu erkennen.
Das menschliche Auge ist empfindlicher für Helligkeitsunterschiede als für Farbunterschiede. JPEG nutzt das aus, indem es besonders die Farbinformationen stark komprimiert.
Wie funktioniert das bei Musik (MP3)?
Das MP3-Format (und ähnliche wie AAC) nutzen die psychoakustische Modellierung:
- Töne, die durch lautere Töne zur gleichen Zeit „maskiert" werden, werden entfernt
- Sehr hohe und sehr tiefe Frequenzen, die das menschliche Ohr kaum hört, werden vereinfacht
- Das Ergebnis klingt für die meisten Menschen gleich wie das Original
Eine unkomprimierte CD-Audiodatei hat etwa 10 MB pro Minute. Dieselbe Aufnahme als MP3 benötigt nur 1–2 MB pro Minute.
Kompressionsrate und Qualität
Bei verlustbehafteter Kompression kann man oft die Qualitätsstufe einstellen:
| Qualität | Dateigröße | Qualitätsverlust |
|---|---|---|
| 100 % | Sehr groß | Kein |
| 80 % | Mittel | Kaum erkennbar |
| 50 % | Klein | Sichtbar |
| 20 % | Sehr klein | Deutlich |
# Bild mit verschiedenen JPEG-Qualitätsstufen speichern (Pillow)
from PIL import Image
bild = Image.open("original.jpg")
# Hohe Qualität (grosse Datei)
bild.save("hoch.jpg", "JPEG", quality=95)
# Mittlere Qualität (kleinere Datei)
bild.save("mittel.jpg", "JPEG", quality=75)
# Niedrige Qualität (sehr kleine Datei)
bild.save("niedrig.jpg", "JPEG", quality=30)
Verlustbehaftete Kompression ist irreversibel. Wenn du ein JPEG mehrmals öffnest und neu speicherst, verliert das Bild jedes Mal ein wenig mehr Qualität. Arbeite immer mit dem Original und exportiere die Endversion.
Wann verwende ich welche Kompression?
Verlustbehaftet verwenden:
- Fotos auf Webseiten (JPEG, WebP)
- Musik-Streaming und Downloads (MP3, AAC)
- Videostreaming (H.264, HEVC)
Verlustfrei verwenden:
- Logos und Grafiken (PNG)
- Wichtige Dokumente und Archive (ZIP)
- Medizinische oder wissenschaftliche Daten
Übungsaufgaben
Ein Foto ist als unkomprimierte Bitmap 12 MB groß. Als JPEG mit 80 % Qualität ist es 1,5 MB groß. Wie viel Prozent der ursprünglichen Größe wurden eingespart?
Antwort anzeigen
Warum ist verlustbehaftete Kompression für Musikstreaming wie Spotify geeignet, aber nicht für das Archivieren wichtiger Dokumente?