STP025: Datenkompression

<p>Trotz des Themas haben wir es nicht geschafft, uns kurz zu fassen. Xyrill musste den Preis dafür zahlen. In dieser Sendung: Ein Einstieg mit flachen Witzen, gezinkte Münzen, naive Betrachtungsweisen und schwierige Abwägungen.</p><h2>Shownotes</h2><ul>
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<p>Einführungsbeispiel: simulierte schlechte Leitung ("xxxxxx heute xxxxxx Podcast xxxxxx Thema xxxxxx Kompression xxxxxx" -> "In unserer heutigen Folge unseres Podcasts ist das Thema die Datenkompression.")</p>
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<li>naiver Impuls eines Erstsemester-Linguistikstudenten: "Warum sagt man nicht gleich 'heute Podcast Thema Kompression'?"</li>
<li>Sprache ist so gestaltet, dass auch teilweise fehlerhafte Informationen noch korrekt ankommen</li>
<li>beim Hören intuitiver Einsatz eines Vorhersagemodells, um kommende Silben/Wörter/Phrasen vorherzusagen</li>
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<p>theoretische Grundlagen</p>
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<li><strong>Bit:</strong> Basiseinheit für <a href="de.wikipedia.org/w/index.php?title=Information…; (enstprechend der Auswahl aus zwei gleich wahrscheinlichen Möglichkeiten), allerdings nicht im SI-System verankert</li>
<li>Beispiel Münzwurf:
<ul>
<li>ideale Münze (50% Kopf + 50% Zahl) liefert 1 Bit pro Wurf</li>
<li>reelle Münze liefert mehr als 1 Bit pro Wurf (z.B. 49,5% Kopf + 49,5% Zahl + 1% Kante -> 1,07 Bit pro Wurf)</li>
<li>gezinkte Münze liefert weniger als 1 Bit pro Wurf (z.B. 10% Kopf + 90% Zahl -> 0,469 Bit pro Wurf)</li>
</ul>
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<li>gute Komprimierbarkeit = niedriger Informationsgehalt -> häufiger, als man denkt (Bsp. nebeneinanderliegende Pixel eines Bildes sind ähnlich)</li>
<li><a href="de.wikipedia.org/w/index.php?title=Entropie&am… mit physikalischer Entropie:</a> Systeme mit geringer Entropie (z.B. Eisblock) sind einfach vorherzusagen, Beobachtungen haben geringen Informationsgehalt; Systeme mit hoher Entropie (z.B. Wasserdampf) sind schwer vorherzusagen, Beobachtungen haben hohen Informationsgehalt</li>
</ul>
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<li>
<p>"naive" Kompressionsmethoden (die man auch als Mensch überblicken kann)</p>
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<li>Nutzung von Allgemeinwissen
<ul>
<li>Beispiel aus der Vorbereitung: "Schachbrett" im Kontext von Exponentialfunktionen ruft die Assoziation einer ganzen Geschichte auf</li>
</ul>
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<li>Wörterbuchmethode für Text
<ul>
<li><a href="de.wikipedia.org/w/index.php?title=Datenkompre… aus Wikipedia</a>: "wenn Fliegen hinter Fliegen fliegen, fliegen Fliegen Fliegen nach" -> "wenn Fliegen hinter \2 fliegen, \5 \2 \2 nach"</li>
</ul>
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<li>RLE (Run-Length Encoding) z.B. in Bildern wie <a href="xyrillian.de/res/cover-stp.png">dem Coverart dieses Podcasts</a></li>
<li><a href="de.wikipedia.org/w/index.php?title=Datenkompre…; wie im <a href="de.wikipedia.org/w/index.php?title=Morsecode&a…; (Verbindung zur Linguistik!)</li>
<li>Minifizierung von Skripten
<ul>
<li>Beispiel: jQuery 3.6 <a href="code.jquery.com/jquery-3.6.0.js">ohne Minifizierung</a> und <a href="code.jquery.com/jquery-3.6.0.min.js">mit Minifizierung</a></li>
</ul>
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<p>zwei fundamentale Abwägungen</p>
<ul>
<li>Geschwindigkeit vs. Stärke (z.B. Debian-Pakete mit zwei getrennten Bereichen, die verschiedene Kompressionsverfahren nutzen)</li>
<li>verlustfrei vs. verlustbehaftet (Bsp. Pentaradio vom Mai 2022: Radiofassung als FLAC 271,7 MiB; Endprodukt als Opus 52,0 MiB)</li>
</ul>
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<p>Kompressionsmethoden im Audio-Video-Bereich beispielhaft anhand ihres Verlustverhaltens</p>
<ul>
<li><a href="de.wikipedia.org/w/index.php?title=Blockartefa…; bei JPEG</li>
<li>Psychoakustik bei <a href="de.wikipedia.org/w/index.php?title=MP3&old…;
<li>Datamoshing bei Videos (<a href="youtube.com/watch?v=rMSsw4CZvKg">Beisp…;) illustriert Bedeutung von <a href="de.wikipedia.org/w/index.php?title=Intra-Frame…;
<ul>
<li>siehe auch <a href="youtube.com/watch?v=icruGcSsPp0">dasse… Video, 1000-mal komprimiert und dekomprimiert</a></li>
</ul>
</li>
<li>Einfluss fester Bitrate auf Audio/Videos</li>
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<p>theoretische Grenze: <a href="de.wikipedia.org/w/index.php?title=Kolmogorow-…;
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<p>Fußnoten:</p>
<ul>
<li>ttimeless fühlt sich verpflichtet, auf den <a href="requestforcomments.de/archives/320">RF… zu verlinken</a></li>
<li>David Kriesel: <a href="media.ccc.de/v/31c3_-_6558_-_de_-_saal_g_-_201… keinem Scan, den du nicht selbst gefälscht hast"</a></li>
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