La codificación por transformación es un tipo de compresión de datos para datos "naturales", como señales de audio o imágenes fotográficas . La transformación generalmente no tiene pérdidas (perfectamente reversible) por sí sola, pero se utiliza para permitir una cuantificación mejor (más específica) , que luego da como resultado una copia de menor calidad de la entrada original ( compresión con pérdida ).
En la codificación de transformación, el conocimiento de la aplicación se utiliza para elegir la información que se va a descartar, reduciendo así su ancho de banda . La información restante se puede comprimir mediante diversos métodos. Cuando se decodifica la salida, es posible que el resultado no sea idéntico a la entrada original, pero se espera que sea lo suficientemente parecido para el propósito de la aplicación.
Uno de los sistemas de codificación por transformación más exitosos normalmente no se denomina como tal; el ejemplo es la televisión en color NTSC . Después de una extensa serie de estudios en la década de 1950, Alda Bedford demostró que el ojo humano tiene alta resolución sólo para el blanco y negro, algo menos para los colores de "gama media" como amarillos y verdes, y mucho menos para los colores al final de la línea. espectro, rojos y azules.
El uso de este conocimiento permitió a RCA desarrollar un sistema en el que descartaron la mayor parte de la señal azul después de que proviene de la cámara, manteniendo la mayor parte de la verde y solo una parte de la roja; esto es un submuestreo de croma en el espacio de color YIQ .
El resultado es una señal con un contenido considerablemente menor, que encajaría dentro de las señales en blanco y negro de 6 MHz existentes como señal diferencial modulada en fase. El televisor promedio muestra el equivalente a 350 píxeles en una línea, pero la señal de televisión contiene suficiente información para sólo unos 50 píxeles de azul y quizás 150 de rojo. Esto no es evidente para el espectador en la mayoría de los casos, ya que el ojo hace poco uso de la información "faltante".
Los sistemas PAL y SECAM utilizan métodos casi idénticos o muy similares para transmitir color. En cualquier caso, ambos sistemas están submuestreados.
El término se utiliza mucho más comúnmente en medios digitales y procesamiento de señales digitales . La técnica de codificación por transformada más utilizada a este respecto es la transformada discreta de coseno (DCT), [1] [2] propuesta por Nasir Ahmed en 1972, [3] [4] y presentada por Ahmed con T. Natarajan y KR Rao en 1974. [5] Esta DCT, en el contexto de la familia de transformadas de coseno discretas, es la DCT-II. Es la base del estándar común de compresión de imágenes JPEG , [6] que examina pequeños bloques de la imagen y los transforma al dominio de la frecuencia para una cuantificación (con pérdida) y compresión de datos más eficientes . En codificación de vídeo , los estándares H.26x y MPEG modifican esta técnica de compresión de imágenes DCT en fotogramas de una imagen en movimiento mediante compensación de movimiento , reduciendo aún más el tamaño en comparación con una serie de archivos JPEG.
En codificación de audio , la compresión de audio MPEG analiza los datos transformados según un modelo psicoacústico que describe la sensibilidad del oído humano a partes de la señal, similar al modelo de televisión. MP3 utiliza un algoritmo de codificación híbrido, que combina la transformada de coseno discreta modificada (MDCT) y la transformada rápida de Fourier (FFT). [7] Fue sucedido por Advanced Audio Coding (AAC), que utiliza un algoritmo MDCT puro para mejorar significativamente la eficiencia de la compresión. [8]
El proceso básico de digitalizar una señal analógica es un tipo de codificación de transformación que utiliza muestreo en uno o más dominios como transformación.