Wann kommt die verlustfreie Datenkomprimierung zum Einsatz?
bei der Kompression ausführbarer Programmdateien
Datenkompression
Die Datenkompression (wohl lehnübersetzt und eingedeutscht aus dem englischen ''‚‘'') – auch (weiter eingedeutscht) Datenkomprimierung genannt – ist ein Vorgang, bei dem die Menge digitaler Daten verdichtet oder ''reduziert'' wird. Dadurch sinkt der benötigte Speicherplatz und die Übertragungszeit der Daten verkürzt sich.
In der Nachrichtentechnik wird die Komprimierung von Nachrichten aus einer Quelle durch einen Sender als Quellenkodierung bezeichnet.
Grundsätzlich wird bei der Datenkompression versucht, redundante Informationen zu entfernen. Dazu werden die Daten in eine Darstellung überführt, mit der sich alle – oder zumindest die meisten – Informationen in kürzerer Form darstellen lassen. Diesen Vorgang übernimmt ein Kodierer und man bezeichnet den Vorgang als ''Kompression'' oder ''Komprimierung''. Die Umkehrung bezeichnet man als ''Dekompression'' oder ''Dekomprimierung''.
Man spricht von ''verlustfreier Kompression, verlustfreier Kodierung'' oder ''Redundanzreduktion,'' wenn aus den komprimierten Daten wieder exakt die Originaldaten gewonnen werden können. Das ist beispielsweise bei der Kompression ausführbarer Programmdateien notwendig.
Bei der ''verlustbehafteten Kompression'' oder ''Irrelevanzreduktion'' können die Originaldaten aus den komprimierten Daten meist nicht mehr exakt zurückgewonnen werden, das heißt, ein Teil der Information geht verloren; die Algorithmen versuchen, möglichst nur „unwichtige“ Informationen wegzulassen. Solche Verfahren werden häufig zur Bild- oder Videokompression und Audiodatenkompression eingesetzt.
Datenkompression
Die Datenkompression (wohl lehnübersetzt und eingedeutscht aus dem englischen ''‚‘'') – auch (weiter eingedeutscht) Datenkomprimierung genannt – ist ein Vorgang, bei dem die Menge digitaler Daten verdichtet oder ''reduziert'' wird. Dadurch sinkt der benötigte Speicherplatz und die Übertragungszeit der Daten verkürzt sich.
In der Nachrichtentechnik wird die Komprimierung von Nachrichten aus einer Quelle durch einen Sender als Quellenkodierung bezeichnet.
Grundsätzlich wird bei der Datenkompression versucht, redundante Informationen zu entfernen. Dazu werden die Daten in eine Darstellung überführt, mit der sich alle – oder zumindest die meisten – Informationen in kürzerer Form darstellen lassen. Diesen Vorgang übernimmt ein Kodierer und man bezeichnet den Vorgang als ''Kompression'' oder ''Komprimierung''. Die Umkehrung bezeichnet man als ''Dekompression'' oder ''Dekomprimierung''.
Man spricht von ''verlustfreier Kompression, verlustfreier Kodierung'' oder ''Redundanzreduktion,'' wenn aus den komprimierten Daten wieder exakt die Originaldaten gewonnen werden können. Das ist beispielsweise bei der Kompression ausführbarer Programmdateien notwendig.
Bei der ''verlustbehafteten Kompression'' oder ''Irrelevanzreduktion'' können die Originaldaten aus den komprimierten Daten meist nicht mehr exakt zurückgewonnen werden, das heißt, ein Teil der Information geht verloren; die Algorithmen versuchen, möglichst nur „unwichtige“ Informationen wegzulassen. Solche Verfahren werden häufig zur Bild- oder Videokompression und Audiodatenkompression eingesetzt.
Bildkompression Audiodatenkompression
Audiodatenkompression (oft auch kurz uneindeutig als Audiokompression bezeichnet) ist eine Datenreduktion („''verlustbehafteter''“ Algorithmus) oder Datenkompression („''verlustfreier''“ Algorithmus).
Audiodatenkompression bezeichnet spezialisierte Arten der Datenkomprimierung, um digitale Audiodaten effektiv in ihrer Größe zu reduzieren. Wie bei anderen spezialisierten Arten der Datenkomprimierung (vor allem Video- und Bildkompression) werden spezifische Eigenschaften der entsprechenden Signale mit verschiedenen Möglichkeiten ausgenutzt, um einen Verkleinerungseffekt zu erzielen.
Nicht zu verwechseln ist diese Art der Kompression mit dem Verfahren einer Dynamikeinengung (auch ''Dynamikkompression'' genannt), die im Normalfall zum Anheben von leiseren oder Absenken lauterer Passagen in einem Audiosignal verwendet wird und keine Daten einspart ''(siehe dazu Kompressor)''. Audiodatenkompression
Bildkompression

== Kompressionsverfahren im Vergleich ==
Die verbreiteten Formate weisen Vor- und Nachteile auf und eignen sich daher für den jeweiligen Zweck mehr oder weniger gut. Computergrafiken, die harte Kanten enthalten – etwa einfache Grafiken oder Screenshots – können durch verlustfreie Verfahren meist besser komprimiert werden, wie folgender Vergleich zeigt:
Gibbs-Beispiel-1.png|PNG: 1007 Byte
Gibbs-Beispiel-1.gif|GIF: 1847 Byte
Gibbs-Beispiel-2.jpg|JPEG: 4273 Byte
Gibbs-Beispiel-1.png|WebP lossless: 908 Byte
Es ist deutlich zu sehen, dass JPEG trotz der großen Dateigröße sichtbare Artefakte bildet. PNG komprimiert hier wesentlich besser als GIF und gibt das Bild dennoch originalgetreu wieder.
Bei Fotografien und ähnlichen nichtgrafischen Bildern ist JPEG unter den verbreiteten Formaten die erste Wahl, wenn Speicherplatz eine Rolle spielt. Verlustfreie Formate wie PNG eignen sich in der Regel nicht für Fotografien, da sie erheblich größere Dateien produzieren. Bei GIF kommt noch die Beschränkung auf 256 Farben je Einzelbild hinzu.
Im professionellen Bereich (z. B. in der Druckvorstufe) finden meist verlustfreie Formate oder Vektorgrafiken Verwendung, da dort die Möglichkeit der mehrmaligen Bearbeitung wichtiger als der Speicherverbrauch ist; außerdem ist die Bildqualität besser als bei JPEG. Hier wird in der Regel TIFF verwendet, weil es auch das in Druckereien benutzte CMYK-Farbmodell unterstützt. Verlustfreie Rohdatenformate bieten außerdem die größten Möglichkeiten und beste Qualität für Fotografien. Es gibt aber auch „Mischformate“ wie JPEG 2000, bei denen verlustfreie und verlustbehaftete Komprimierung kombiniert werden können.
Die wichtigsten und am besten unterstützten Grafikformate für Animationen sind GIF, Flash, Shockwave und SVG. Audiodatenkompression
Audiodatenkompression (oft auch kurz uneindeutig als Audiokompression bezeichnet) ist eine Datenreduktion („''verlustbehafteter''“ Algorithmus) oder Datenkompression („''verlustfreier''“ Algorithmus).
Audiodatenkompression bezeichnet spezialisierte Arten der Datenkomprimierung, um digitale Audiodaten effektiv in ihrer Größe zu reduzieren. Wie bei anderen spezialisierten Arten der Datenkomprimierung (vor allem Video- und Bildkompression) werden spezifische Eigenschaften der entsprechenden Signale mit verschiedenen Möglichkeiten ausgenutzt, um einen Verkleinerungseffekt zu erzielen.
Nicht zu verwechseln ist diese Art der Kompression mit dem Verfahren einer Dynamikeinengung (auch ''Dynamikkompression'' genannt), die im Normalfall zum Anheben von leiseren oder Absenken lauterer Passagen in einem Audiosignal verwendet wird und keine Daten einspart ''(siehe dazu Kompressor)''. Audiodatenkompression

== Verlustfreie Audiodatenkompression ==
Die ''verlustfreie Audiodatenkompression'' oder kürzer ''verlustfreie Audiokompression'' ist die ''verlustfreie Kompression'' von Audiodaten, also die Erzeugung von gepackten Daten, die eine bitidentische Rekonstruktion des Ausgangssignales erlauben.
Die verlustfreien Audiocodecs unterscheiden sich von generischen Datenkompressionsverfahren dadurch, dass sie speziell an die typische Datenstruktur von Audiodaten angepasst sind und daher diese besser komprimieren als generische Verfahren wie die Lempel-Ziv-basierten Algorithmen Deflate/ZIP und RAR. Die mit heutigen Verfahren erreichbare Kompressionsrate liegt bei Audio-CD-typischen Inhalten (Musik, 16 Bit/44100 Hz) üblicherweise zwischen 25 und 70 Prozent.