Compression sans perte : qu'est-ce que c'est et comment l'utiliser

par Kim Actualisé: Le 28 juin 2022

Compression sans perte est un concept important lorsqu'il s'agit de médias numériques. Il se réfère au processus où les données sont compressées sans aucune perte de données. La compression sans perte est un excellent moyen de réduire la taille des fichiers de vos médias numériques sans sacrifier la qualité.

Dans cet article, nous explorerons

• qu'est-ce que la compression sans perte,
• comment ça marcheet
• comment vous pouvez l'utiliser à votre avantage.

Commençons!

Définition de la compression sans perte

Compression sans perte est un type de compression de données qui préserve toutes les données d'origine pendant le processus d'encodage et de décodage, de sorte que le résultat est une réplique exacte du fichier ou des données d'origine. Cela fonctionne en trouvant des modèles dans les données et en les stockant plus efficacement. Par exemple, si un fichier contient 5 mots répétés, au lieu de stocker ces 5 mots en double, la compression sans perte stockera une seule instance de ce mot, ainsi qu'une référence à l'endroit où il peut trouver des informations sur son utilisation dans le fichier.

Contrairement à la compression avec perte (qui supprime certaines informations de manière sélective pour réduire la taille) Compression sans perte permet de maintenir résolution d'image, la clarté du texte et l'intégrité des fichiers avec pas de perte de qualité. Cela le rend adapté aux applications où certaines informations sont essentielles et ne peuvent pas être sacrifiées pour la réduction de la taille. Les utilisations courantes de la compression sans perte incluent :

• Compresser des fichiers musicaux (c'est pourquoi la qualité audio doit rester intacte)
• Compression d'images médicales (puisque de petits détails peuvent être critiques pour le diagnostic)
• Compression du code source des applications logicielles
• Archivage des documents pour un stockage à long terme.

Des exemples de compresseurs pouvant utiliser ce type d'algorithme sont Fichiers ZIP et PNG ainsi que certains formats d'image comme TIFF et GIF.

Avantages de la compression sans perte

Compression sans perte est une technologie qui comprime les données dans une taille plus petite sans aucune perte de qualité. Ceci est rendu possible grâce à l'utilisation d'algorithmes qui identifient les chaînes de données redondantes ou répétitives, puis les remplacent par des codes plus courts. L'utilisation de cette méthode peut aider à réduire considérablement la taille des données, souvent en la moitié ou plus, permettant aux utilisateurs de stocker et de transmettre plus efficacement de grandes quantités d'informations.

Outre l'économie d'espace de stockage, l'utilisation de la compression sans perte présente plusieurs autres avantages clés. Ceux-ci inclus:

• Performance améliorée: La compression sans perte peut améliorer la vitesse à laquelle les fichiers sont transférés car ils sont plus petits et utilisent moins de bande passante lors de l'envoi ou du téléchargement.
• L'intégrité des données: Étant donné qu'aucune donnée n'est perdue lors de l'utilisation de la compression sans perte, toutes les informations codées resteront intactes lors de la décompression.
• Compatibilité: Les fichiers compressés peuvent généralement être ouverts avec une variété d'applications sur différentes plates-formes en raison de ses algorithmes de codage standard.
• Temps de traitement réduit: La réduction de la taille des fichiers accélère les processus tels que l'impression, la diffusion en continu et l'édition, car les fichiers plus petits nécessitent moins de puissance de calcul.

Types de compression sans perte

Il existe différents types de compression sans perte techniques qui vous permettent de compresser des données sans perdre aucune information. Les types de compression sans perte les plus courants sont ZIP, gzip et LZW. Ces trois, ainsi que d'autres types divers, ont tous leurs propres avantages et inconvénients.

Dans cet article, nous aborderons les différents types de méthodes de compression sans perte et comment les utiliser :

• ZIP
• gzip
• Lzw

Encodage de longueur d'exécution

Codage de longueur d'exécution (RLE) est un algorithme de compression de données utilisé pour réduire la taille d'un fichier sans perdre de données. Il fonctionne en analysant les données, en recherchant des caractères consécutifs, puis en les compressant sous une forme plus petite et plus condensée. Cela facilite le stockage et le transfert des fichiers. Pendant le processus de décompression, les données d'origine peuvent être complètement reconstruites.

Le codage de longueur d'exécution est couramment utilisé pour compresser des images numériques car il réduit efficacement la redondance des informations dans des documents tels que motifs répétitifs, séries de Pixel ou de grandes surfaces remplies d'une seule couleur. Les documents texte sont également des candidats appropriés pour la compression RLE car ils contiennent souvent des mots et des phrases qui se répètent.

Run Length Encoding tire parti du fait que de nombreux échantillons séquentiels dans les fichiers audio ont valeurs identiques afin de réduire leur taille mais de conserver leur qualité d'origine lors de la décompression. Cela peut entraîner des réductions significatives de la taille du fichier - généralement 50% ou plus – avec très peu de pertes en termes de qualité audio et de performances.

Lors de l'utilisation de l'encodage RLE, il est important de se rappeler que même s'il est susceptible de réduire la taille des fichiers liés aux fichiers son ou image, il peut ne pas être bénéfique pour les types de fichiers texte qui ont tendance à ne pas avoir beaucoup de redondance en raison de la façon dont ils sont conçus de manière conventionnelle. . Par conséquent, une certaine expérimentation avec différents types d'applications peut être nécessaire avant de faire un choix final sur la question de savoir si ce type de technologie de compression est le mieux adapté à vos besoins.

Codage Huffman

Codage Huffman est un algorithme de compression de données adaptatif et sans perte. Cet algorithme utilise un ensemble de symboles de données, ou caractères, ainsi que leur fréquence d'occurrence dans un fichier pour construire un code de préfixation efficace. Ce code se compose de mots de code plus courts qui représentent des caractères plus fréquents et de mots de code plus longs qui représentent des caractères plus rares. En utilisant ces codes, Huffman Coding peut réduire la taille du fichier avec peu d'effet sur l'intégrité de ses données.

Huffman Coding fonctionne en deux étapes : construire un ensemble de codes de symboles uniques et l'utiliser pour compresser le flux de données. Les codes de symboles sont généralement construits à partir de la distribution des caractères du fichier divers et des informations obtenues en examinant les fréquences relatives avec lesquelles différents personnages y apparaissent. Généralement, le codage Huffman fonctionne plus efficacement que les autres algorithmes de compression sans perte lorsqu'il est utilisé sur des flux de données contenant des symboles qui ont probabilités d'occurrence inégales – par exemple, caractériser un document texte dans lequel certaines lettres (comme "e") surviennent plus souvent que d'autres (comme "z").

Codage arithmétique

Un type de compression sans perte qui peut être utilisé est appelé Codage arithmétique. Cette méthode tire parti du fait qu'un flux de données peut avoir des parties redondantes qui utilisent de l'espace, mais qui ne véhiculent aucune information réelle. Il compresse les données en supprimant ces parties redondantes tout en préservant son contenu informatif d'origine.

Pour comprendre le fonctionnement du codage arithmétique, prenons un exemple textuel. Supposons qu'il y ait quatre caractères dans notre flux de données - A, B, C, ainsi que D. Si les données n'étaient pas compressées, chaque caractère occuperait huit bits pour un total de 32 bits sur l'ensemble du flux. Avec le codage arithmétique, cependant, les valeurs répétitives comme A et B peuvent être représentés avec moins de huit bits chacun.

Dans cet exemple, nous utiliserons des blocs de quatre bits pour représenter chaque caractère, ce qui signifie que les quatre caractères peuvent être regroupés dans un seul bloc de 16 bits. L'encodeur regarde le flux de données et attribue des probabilités à chaque caractère en fonction de leur probabilité d'apparaître dans des chaînes successives afin d'économiser de l'espace tout en garantissant une précision maximale lorsqu'ils sont décompressés à l'autre extrémité. Pendant la compression, seuls les caractères avec des probabilités plus élevées prennent moins de bits tandis que ceux avec des fréquences plus basses ou ceux apparaissant moins souvent nécessiteront plus de bits par bloc de caractères mais resteront toujours regroupés dans un bloc de 16 bits comme avant d'économiser plusieurs octets sur l'ensemble du flux de données lorsque par rapport à sa version non compressée.

Comment utiliser la compression sans perte

Compression sans perte est un moyen d'encoder et de compresser des données sans aucune perte d'information. Cette méthode de compression est utilisée pour réduire la taille des images numériques, des fichiers audio et vidéo. La compression sans perte permet de stocker les données à une fraction de leur taille d'origine, ce qui donne un fichier beaucoup plus petit.

Alors, entrons dans les détails et explorons comment utiliser la compression sans perte:

Formats de fichiers

Compression sans perte est un type de compression de données qui réduit la taille du fichier sans sacrifier aucune des données contenues dans le fichier d'origine. Cela en fait une méthode idéale pour compresser des fichiers volumineux tels que des photographies numériques, des fichiers audio et des clips vidéo. Pour utiliser ce type de compression, vous devez comprendre les types de fichiers pris en charge par les compresseurs sans perte et comment les configurer correctement pour des résultats optimaux.

Lors de la compression d'un fichier à des fins sans perte, vous disposez de plusieurs options pour les formats de fichier. Très probablement, vous choisirez entre JPEG et PNG car ils fournissent tous les deux d'excellents résultats avec de bonnes tailles de fichiers. Vous pouvez également utiliser des formats tels que GIF ou TIFF si votre logiciel les prend en charge. Il existe également des formats compressés spécifiques conçus spécifiquement pour l'audio ou la vidéo. Ceux-ci inclus FLAC (audio sans perte), AVI (vidéo sans perte) et format Apple Lossless (ALAC) de QuickTime.

Il est important de noter que bien que ces formats offrent une meilleure compression que leurs homologues non compressés, ils peuvent être plus difficiles à utiliser en raison de leur prise en charge limitée dans certaines applications et certains logiciels. Selon votre configuration, utilisez formats non compressés peut être plus simple à long terme même si cela prend plus d'espace disque.

Outils de compression

Il existe une variété d'outils de compression conçus pour réduire la taille des fichiers de données tout en préservant l'intégrité des données d'origine. Ces outils utilisent des algorithmes pour identifier les données redondantes et les supprimer du fichier sans perdre aucune information.

La compression sans perte est particulièrement utile pour les images graphiques ou les enregistrements audio et vidéo. Des outils tels que ZIP, RAR, Stuffit X, GZIP et ARJ prend en charge différents niveaux de compression sans perte pour une variété de types de fichiers, y compris les PDF et les exécutables compressés (EXE). Par exemple, si vous compressez une image avec l'un de ces formats à paramètre de réduction de taille maximale, vous pourrez ouvrir et afficher cette image sans perdre aucun détail ou information de couleur.

L'algorithme utilisé affectera la taille de fichier pouvant être atteinte ainsi que le temps nécessaire pour traiter et compresser un fichier. Cela peut aller de quelques minutes à plusieurs heures selon le degré de sophistication de l'outil que vous avez choisi. Les outils de compression populaires tels que 7 fermetures éclair (LZMA2) offrent des niveaux de compression plus élevés mais nécessitent des temps de traitement plus longs. Des programmes hautement optimisés comme SQ=z (COURGE) sont des routines de bas niveau qui peuvent extraire des octets supplémentaires à une vitesse fulgurante par rapport à des applications plus populaires telles que WinZip or WinRAR mais leur complexité technique les rend peu utilisés par les utilisateurs de PC amateurs.

Compression d'image

Compression d'image est un moyen de réduire la quantité de données nécessaires pour représenter une image numérique. Cela se fait par l'une ou l'autre ou les deux approches : en supprimant ou en réduisant les données d'image insignifiantes, appelées compression sans perte; ou par une élimination soigneuse des données, appelée la compression avec perte.

Avec compression sans perte, l'image apparaît exactement telle qu'elle était avant d'être compressée et utilise moins de mémoire pour le stockage. Avec un la compression avec perte technique, certaines données sont perdues lorsque le fichier est enregistré et recompressé, mais lorsque cela est fait correctement, aucune distorsion visible ne doit être visible à partir du fichier original non compressé.

Les techniques de compression sans perte sont largement utilisées dans la photographie numérique et dans les workflows de conception graphique. Les techniques sans perte permettent de compresser les fichiers dans des tailles beaucoup plus petites que s'ils étaient compressés avec d'autres méthodes telles que les images JPEG conçues pour la compression avec perte où vous obtenez une taille de fichier plus petite au détriment de la qualité ou des détails perdus.

Les formats d'image sans perte incluent :

• Feux d'artifice PNG (ortf)
• GIFs (gifs)
• et le format le plus couramment utilisé TIFF (tif).

Les applications logicielles de traitement d'image telles que Photoshop peuvent ouvrir différents types d'images et les convertir dans l'un de ces formats à l'aide de fonctionnalités telles que "Enregistrer sous", qui correspond à la fréquence à laquelle les fichiers sont convertis entre les formats sans avoir à télécharger de logiciel supplémentaire.

Certains formats d'image alternatifs tels que JPEG 2000 (jp2) utilisent également ce type de technique de compression, mais ils offrent un avantage supplémentaire car ils peuvent stocker des informations directes plus précises que les JPEG tout en conservant une petite taille de fichier en raison de leur schéma de codage efficace.

Conclusion

Compression sans perte est un outil puissant qui peut vous aider à réduire la taille des fichiers et à économiser de l'espace de stockage, tout en vous assurant de ne perdre aucune donnée au cours du processus. Il vous permet de compresser des fichiers sans perdre aucune des informations qu'ils contiennent, ce qui les rend plus facile à stocker, accéder et partager.

En conclusion, compression sans perte est un outil essentiel pour le stockage et la gestion modernes des données.

Résumé de la compression sans perte

Compression sans perte est un type de technique de compression de données qui réduit la taille des fichiers sans sacrifier aucune des données qu'ils contiennent. Il est idéal pour compresser des fichiers texte tels que des documents, des feuilles de calcul, ainsi que des images et des fichiers audio.

Le principal avantage de la compression sans perte est qu'elle vous permet de réduire la taille d'un fichier sans sacrifier la qualité du fichier. Cela signifie que le même fichier exact peut être compressé plusieurs fois, ce qui facilite le stockage et le transfert rapides et faciles de fichiers volumineux. Il permet également une utilisation plus efficace du stockage en supprimant les données redondantes d'un fichier et en ne stockant que les éléments d'information essentiels.

En général, il existe deux types d'algorithmes de compression sans perte - algorithmes basés sur un dictionnaire comme Deflate/GZip ou Lempel-Ziv (qui compresse les fichiers dans une liste indexée) ou méthodes d'élimination de la redondance tels que le codage arithmétique ou le codage de longueur de plage (qui supprime la redondance en codant des motifs répétitifs). Chaque type a ses propres objectifs spécifiques en ce qui concerne les types de médias et d'applications.

Pour les images, en particulier, les formats d'image sans perte tels que PNG sont préférés aux autres formats avec perte tels que JPEG car ils préservent mieux les détails de l'image que JPEG tout en offrant un niveau de compression raisonnable sans dégradation significative de la qualité de l'image ni difficulté de décodage ou de récupération des données source d'origine. De même, l'audio numérique fichiers de forme d'onde non compressés ont tendance à faire mieux avec techniques de quantification vectorielle plutôt que de pures techniques de réduction du débit binaire.

En conclusion, la compression sans perte est un moyen efficace de réduire la taille des fichiers volumineux sans sacrifier la qualité ; cela en fait d'excellentes alternatives pour préserver des données précieuses tout en économisant sur l'espace de stockage et les coûts. Comme différents algorithmes conviennent plus efficacement que d'autres à différents types de médias, il est toujours préférable de rechercher le format qui répond le mieux à vos besoins en matière de protection de la vie privée et d'efficacité de l'espace - le bon choix peut faire toute la différence !

Avantages de la compression sans perte

Compression sans perte est un processus d'encodage et de décodage de données qui permet aux fichiers d'économiser de l'espace sans sacrifier la qualité. Bien que le coût du stockage diminue constamment, le maintien d'un contenu numérique de haute qualité peut s'avérer coûteux et chronophage. Les algorithmes de compression sans perte facilitent le stockage, l'optimisation du réseau et le transfert de fichiers entre différents systèmes. De plus, des vitesses de transmission de données optimisées peuvent réduire les coûts opérationnels associés aux opérations d'E/S et aider les services d'analyse de données scientifiques ou médicales à valider leurs résultats plus rapidement.

Les avantages de l'utilisation de techniques de compression sans perte incluent :

• Réduction de la taille du fichier sans introduire de distorsion ou de dégradation de la qualité
• Amélioration des vitesses de chargement des pages en réduisant la quantité de données transférées sur le Web
• Passerelles vers des applications open source qui réduisent les coûts de communication pour accéder au contenu sur des serveurs en ligne
• Capacités d'archivage accrues pour la préservation à long terme du contenu numérique
• A ouvert des voies pour l'instrumentation virtuelle et les services multimédias de diffusion en continu sur Internet en s'adressant à des publics potentiellement massifs avec des ressources de bande passante minimales

Salut, je suis Kim, une maman et une passionnée de stop-motion avec une formation en création de médias et en développement web. J'ai une énorme passion pour le dessin et l'animation, et maintenant je plonge tête première dans le monde du stop-motion. Avec mon blog, je partage mes apprentissages avec vous.