tiedonpakkaamisen

Tiedonpakkaamisen tarkoituksena on pienentää tiedon tilaa tallennus- tai siirtokapasiteetin tarpeen vähentämiseksi. Pakkaus voidaan jakaa häviöttömään ja häviölliseen pakkaamiseen. Häviötön pakkaaminen säilyttää alkuperäisen tiedon, joten palautettava data on identtinen lähdetiedon kanssa. Häviöllisessä pakkaamisessa osa tiedosta menetetään tarkoitushakuisesti, esimerkiksi visuaalisen tai auditiivisen laadun säilyttämiseksi, jolloin lopullinen tiedon tarkkuus on pienempi.

Perusperiaatteita ovat tiedon redundanssin poistaminen ja informaation entropian hyödyntäminen. Käytännössä pakkausmenetelmät voivat käyttää tilastollisia malleja, sanakirjamenetelmiä tai signaalin transformaatioita. Häviöttömät menetelmät kuten Huffman-koodaus, LZ77/LZ78/LZW sekä deflate-tyyliset yhdistelmät (LZ77 yhdistetty Huffman-koodaukseen) pyrkivät löytämään ja hyödyntämään toistuvaa rakennetta. Häviöllinen pakkaaminen käyttää usein kuvatiedostoille, äänelle tai videolle sovellettavia transformaatioita (esim. DCT tai MDCT) ja kvantointia, mikä pienentää datan määrää mutta johtaa laadunmenetykseen.

Historian tunnusmerkkejä ovat Shannonin informaatioteoria ja Lempelin–Zivin kehitys 1970-luvulla. Nykyaikaisessa käytössä käytetään standardeja kuten ZIP- tai GZIP-pakkaus (häviötön tai osittain häviötön), PNG-kuvat, JPEG-kuvat (häviöllinen) sekä MP3-, AAC- ja Ogg Vorbis -ääniformaatit.

Tiedonpakkaamista sovelletaan laajasti tiedostojärjestelmissä, siirrossa sekä multimedia- ja verkkopalveluissa. Pakkaus säästää tallennustilaa ja parantaa tiedonsiirtonopeutta, mutta se tuo harkittavia kompromisseja purkuprosessin nopeudessa, kattavuudessa ja mahdollisessa laadussa.