Compressiemethoden

Compressiemethoden zijn technieken om de omvang van digitale data te verminderen door redundantie en irrelevante informatie te verwijderen. Het doel is om met zo min mogelijk verlies aan bruikbare informatie een kleinere representatie van de data te krijgen, zodat opslagruimte of bandbreedte efficiënter wordt benut. Bij verliesloze compressie kan het originele bestand na decompressie volledig en exact worden hersteld; bij verliesgevende compressie gaat er bewust informatie verloren om hogere compressieratio’s te bereiken, wat leidt tot verschillen ten opzichte van het origineel maar meestal een acceptabele kwaliteit oplevert.

Verliesloze methoden behouden de exacte originaliteit van de data. Voorbeelden zijn Huffman-codering, arithmetische codering, en dictionarycodering zoals LZW. Technieken zoals Deflate (onder andere gebruikt in ZIP en gzip) combineren redundantie-reductie met entropiecodering. Verliesvrije compressie is geschikt voor tekstuitvoer, programma’s en sommige binaire bestanden waar exact herstel vereist is.

Verliesgevende methoden maken gebruik van transformcodering en kwantisatie om veelvoorkomende, menselijke waarneming minder gevoelig te maken voor kleine afwijkingen. Voorbeelden zijn JPEG (DCT-gebaseerde informatiereductie voor beelden), MP3 en AAC (MDCT en psychoakoustische modellen voor audio), en videocodecs zoals MPEG-4, H.264/AVC en HEVC (inter- en intra-frame comprimering). Bij verliesgevende compressie is de gewenste beeld- of geluidskwaliteit vaak instelbaar via een kwaliteits- of bitrateparameter.

Technieken in combinatie bepalen de effectiviteit: redundantie-onttrekking, entropiecodering, dictionary- of modelgebaseerde codering, transformcodering, quantisatie en voorspelling (inclusief motion compensation bij video). De keuze voor een methode hangt af van het doel, de gewenste kwaliteit, latency en rekentijd.

Toepassingen variëren van archivering en back-ups tot streaming en mediaservices, met afwegingen tussen compressieratio, kwaliteit, snelheid en compatibiliteit met standaarden en licenties. Veelgebruikte formaten zijn onder meer ZIP/GZIP, PNG, JPEG, MP3/AAC en MP4/H.264.