非可逆圧縮と可逆圧縮: 違いは何ですか?

コンピューターとスマートデバイスは、非可逆圧縮または可逆圧縮を使用して、ディスク領域と帯域幅を節約する圧縮を使用していることをすでにご存知かもしれません。どちらのタイプの圧縮にもそれぞれの役割がありますが、正確には何が区別され、どちらが最適なのでしょうか?

非可逆圧縮によりファイルが小さくなる

非可逆圧縮では、ファイルサイズをできるだけ小さくするために、できるだけ多くのデータが破棄されます。これは、ファイル自体がオリジナルとほぼ同じであるように、目立たないと思われるデータをターゲットにすることによって実現されます。ファイルの圧縮率が高ければ高いほど、品質は低下します。

非可逆圧縮の 2 つの良い例は、JPEG 画像と MP3 オーディオファイルです。高度に圧縮された JPEG (以下の例) では、視覚的なアーティファクト、明瞭さと詳細の損失、潜在的なカラーバンディング、さらにはカラーシフトが発生します。元の画像には存在しなかった画像部分の周囲に輪郭があることに気づくかもしれません。

オーディオに関して言えば、高度に圧縮された MP3 ファイルは、特に低周波数と高周波数において、非圧縮のオリジナルよりも著しく劣ります。ベースラインやシンバルはこもったように聞こえたり、ギラギラしたように聞こえる場合があり、中音域であっても全体的なオーディオの明瞭さが低下します。

すべての JPEG がぼやけて混乱しているわけではありませんし、すべての MP3 が Napster からダウンロードされたように聞こえるわけでもありません。使用される圧縮レベルは、ファイルの品質に大きな違いをもたらす可能性があります。ほとんどの場合、わずかに圧縮された JPEG または 320kbps MP3 ファイルは、非圧縮のオリジナルと区別するのが困難です。

ロスレス圧縮はサイズよりも品質を優先します

可逆圧縮ではデータが破棄されないことが必要であり、その結果、より多くのスペースまたは帯域幅が使用されます。非可逆圧縮とは異なり、可逆圧縮ではデータの劣化が生じず、解凍されたデータは圧縮されていない元のデータと同じになります。

可逆圧縮の例には、FLAC および ALAC オーディオコーデック、 ZIP アーカイブ、 PNG 画像などがあります。可逆圧縮を使用するオーディオファイルは、同じサンプルレートで非圧縮のオリジナルのサイズの約半分になります。現在、 Apple Music、Tidal、Deezer、Spotify の新しい HiFi 層など、多くのオーディオストリーミングサービスがロスレスストリーミングを提供しています。

ZIP ファイルはソフトウェアの圧縮によく使用されますが、データが破棄される (ソフトウェアが動作しなくなる) 可能性のある非可逆圧縮を行うことはできません。 PNG 画像ファイルは純粋に可逆圧縮に依存しており、 TinyPNG のようなサービスでは、ファイルサイズを小さくするために、はるかに小さいカラーパレットに合わせて画像を圧縮します。