データ圧縮によってファイルサイズが小さくなります。ファイルサイズが小さくなれば、ストレージ容量を節約でき、ネットワーク上での転送速度も速くなり、保存コストも削減できます。ただし、その代償として計算処理が必要になります。圧縮と解凍にはCPU時間が必要です。目標は、処理に費やす時間よりも、ストレージ容量と帯域幅の節約効果を多くすることです。ほとんどの用途において、この計算は妥当です。

圧縮には 2 つの形式があります。可逆圧縮は、元のデータのすべてのビットを保持します。ZIP ファイル、PNG 画像、FLAC オーディオは可逆圧縮方式を使用します。非可逆圧縮は、人間が気づかない可能性の高い情報を破棄します。JPEG 画像、MP3 オーディオ、H.264 ビデオは非可逆圧縮方式を使用します。品質の損失は実際に発生しますが、適切な設定では多くの場合知覚できません。選択は使用例によって異なります。医療画像では、すべてのピクセルが重要であるため、可逆圧縮が必要です。マーケティング写真では、視聴者が気づかないため、非可逆圧縮でも問題ありません。圧縮アルゴリズムはパターンを利用します。繰り返しシーケンス、共通の文字、予測可能な構造はすべて、より効率的にエンコードされます。ランダムデータは圧縮されません。そのため、暗号化されたファイルや既に圧縮されたメディアは、それ以上縮小されません。アルゴリズムは利用すべきものを見つけられません。エントロピーが限界です。

圧縮タイプ

• ロスレス — 正確な復元、より大きなファイル
• 非可逆圧縮 — 近似的な再構成、ファイルサイズが小さくなります
• ストリーミング — データが到着するたびに圧縮する
• 辞書ベース — 繰り返しパターンを参照に置き換える

圧縮はトレードオフです。ストレージ容量と帯域幅、そして品質と処理能力。用途に合ったバランスを選びましょう。