Compressietechnieken:

* Verliesloze compressie: Dit type compressie garandeert een perfecte reconstructie van de originele gegevens na decompressie. Het is van cruciaal belang voor bestanden waarbij zelfs een klein beetje gegevensverlies onaanvaardbaar is (bijvoorbeeld tekstdocumenten, broncode, spreadsheets). Veel voorkomende methoden zijn onder meer:

* Compressie op basis van woordenboeken (LZ77, LZ78, LZW): Deze algoritmen identificeren zich herhalende reeksen bytes (of tekens) binnen de gegevens en vervangen deze door kortere referenties. Zie het als het maken van een woordenboek met veelgebruikte zinnen en het gebruiken van codes om deze weer te geven. Voorbeelden hiervan zijn gzip en zip (die vaak een combinatie van methoden gebruiken).

* Huffman-codering: Deze statistische methode wijst kortere codes toe aan frequentere symbolen (bytes of tekens) en langere codes aan minder frequente symbolen. Het is zeer effectief voor tekstbestanden waarin bepaalde tekens veel vaker voorkomen dan andere.

* Rekenkundige codering: Vergelijkbaar met Huffman-codering, maar in plaats van codes met een vaste lengte toe te wijzen, worden er fractionele codes toegewezen, wat leidt tot iets betere compressieverhoudingen.

* Burrows-Wheeler-transformatie (BWT): Deze techniek herschikt de gegevens om de effectiviteit van andere compressiemethoden, zoals run-length-codering (RLE), te verbeteren. Het wordt vaak gebruikt in combinatie met move-to-front transformatie (MTF) en Huffman-codering (zoals te zien in bzip2).

* Contextmixen: Dit is een meer geavanceerde techniek waarbij het compressie-algoritme bij het kiezen van een code rekening houdt met de context rondom elke byte/teken. Dit helpt bij het benutten van complexe redundanties die andere methoden mogelijk missen.

* Compressie met verlies: Bij dit type compressie worden bepaalde gegevens opgeofferd om hogere compressieverhoudingen te bereiken. Dit is acceptabel voor gegevens waarbij een klein kwaliteitsverlies aanvaardbaar is (bijvoorbeeld afbeeldingen, audio, video). Veel voorkomende methoden zijn onder meer:

* JPEG (afbeeldingen): Maakt gebruik van discrete cosinustransformatie (DCT) om de hoeveelheid gegevens te verminderen die nodig is om een ​​afbeelding weer te geven.

* MP3 (audio): Maakt gebruik van perceptuele codering om geluiden te verwijderen die waarschijnlijk door andere geluiden worden gemaskeerd.

* MPEG (video): Maakt gebruik van verschillende technieken zoals bewegingscompensatie en DCT om video efficiënt te comprimeren.

Het compressie-/decompressieproces:

1. Analyse: De compressor analyseert de invoergegevens om patronen en redundanties te identificeren. Deze analyse is algoritme-specifiek.

2. Transformatie: De gegevens worden getransformeerd op basis van het gekozen algoritme. Dit kan het herschikken van bytes inhouden, het maken van woordenboeken of het toepassen van wiskundige transformaties.

3. Codering: De getransformeerde gegevens worden gecodeerd tot een compactere weergave met behulp van codes (Huffman-codes, rekenkundige codes, enz.). Vaak zijn metadata over de gebruikte compressiemethode opgenomen.

4. Opslag/overdracht: De gecomprimeerde gegevens worden opgeslagen in een bestand of via een netwerk verzonden.

5. Decodering: De decompressor ontvangt de gecomprimeerde gegevens en keert het coderingsproces om.

6. Inverse transformatie: De decompressor past het omgekeerde toe van de transformatie die tijdens de compressie wordt gebruikt.

7. Reconstructie: Voor verliesvrije compressie worden de originele gegevens perfect gereconstrueerd. Voor compressie met verlies wordt een nauwkeurige benadering van de originele gegevens gereconstrueerd.

Software en hardware:

Verschillende softwaretools (zoals `gzip`, `zip`, `7-zip`, `bzip2`) en bibliotheken implementeren deze algoritmen. Moderne CPU's hebben vaak instructies die bepaalde compressiebewerkingen versnellen, en gespecialiseerde hardware (zoals compressie-co-processors) kan het proces voor zeer grote bestanden aanzienlijk versnellen. Aanbieders van cloudopslag maken ook op grote schaal gebruik van geoptimaliseerde compressietechnieken.