informasjonskompresjon

Informasjonskompresjon er prosessen med å redusere antallet bits som trengs for å representere et informasjonsinnhold. Målet er å fjerne redundans og dermed senke lagrings- og overføringskostnader. Kompresjonen deles i to hovedkategorier: tapsfri (lossless) og tapsgivende (lossy). I tapsfri kompresjon kan dekompresjonen gjenskape originaldata nøyaktig; i tapsgivende kompresjon fjernes noe informasjon for å oppnå høyere komprimeringsforhold, noe som gir et kvalitets-tap.

Ved tapsfri kompresjon utnyttes mønstre og redundans i dataene. Kodingsteknikker som Huffman-koding og aritmetisk koding er vanlige, ofte kombinert med referanser og substitusjon, som i Lempel-Ziv-familien (LZ77, LZ78, LZW). Eksempler på tapsfri standarder inkluderer Deflate (ZIP, gzip) og PNG. Dette brukes ofte for tekst, programkode og bilder uten tap av visuell kvalitet.

Ved tapsgivende kompresjon brukes transformkoding, kvantisering og perceptuell koding for å oppnå større komprimeringsforhold. Vanlige teknikker inkluderer DCT-baserte JPEG og MPEG-baserte video, samt lydkoder som MP3 og AAC. Mer avanserte kodeker som H.264/AVC og HEVC tilbyr høyere effektivitet ved bedre kompresjon. Perseptuell koding utnytter begrenset menneskelig sansning for å fjerne detaljer som er mindre merkbare, med kontrollert kvalitetsreduksjon.

Evaluering av kompresjon måler ofte bitraten i forhold til opprinnelig størrelse, og i tapsfrie tilfeller bevaring av innholdet. I tapsgivende tilfeller brukes PSNR, SSIM og subjektive vurderinger for kvalitet. Valg av teknikk avhenger av applikasjon, krav til kvalitet, hastighet og lagring.

Historisk sett bygger informasjonskompresjon på teorier om entropi og koding, samt praktiske algoritmer fra Lempel-Ziv og standarder som JPEG, MPEG og ZIP. Dagens felt fortsetter å utvikle codecs og formater som gir høyere komprimeringsforhold ved lavere beregningskostnader og bedre bildekvalitet.