Quelle est la différence entre compression avec et sans perte? Qu'en est-il du non compressé ? Découvrez les différences entre chacun dans ce guide de réalisation de films.
La compression des données est une force invisible d'une puissance énorme dans le monde moderne. Sans la myriade d'innovations dans le domaine de la compression, il y a de fortes chances que notre ère informatique moderne n'aurait jamais décollé.
Tous les types de données sont compressibles :audio, vidéo, fichiers texte, images, etc. La compression prend essentiellement un ensemble de données d'entrée et l'encode en utilisant moins de bits que le fichier d'origine aurait pris tout seul. Ces informations doivent ensuite être décodées avant de pouvoir interagir à nouveau avec elles. Ce processus d'encodage/décodage réduit considérablement les ressources de calcul nécessaires pour afficher et manipuler les données, réduisant ainsi les besoins en calcul et en bande passante à chaque étape après l'encodage.
Donc, cela étant dit, examinons l'alternative à la compression des données.
Non compressé
Les données non compressées sont stockées exactement telles qu'elles ont été enregistrées ou saisies. En raison de cette duplication bit à bit, les données non compressées offrent une fidélité maximale des données au prix d'exigences maximales en matière de stockage et de bande passante.
Les données non compressées sont un vestige des débuts de l'informatique ; même les ensembles de données les plus complexes étaient autrefois beaucoup plus petits en raison de limitations technologiques.
Comment ça marche ?
Les données non compressées n'implémentent généralement pas de techniques d'encodage spéciales. Au contraire, chaque bit est stocké exactement tel qu'il provient de la source d'entrée. Cela réduit les besoins de calcul pour le périphérique d'entrée/de capture en déchargeant la tâche complexe de lecture ou d'accès au périphérique de l'utilisateur final.
Les données non compressées sont utiles à des fins d'archivage, car elles ne suppriment aucune information, mais les coûts de stockage s'accumulent rapidement.
Alors, qu'est-ce que la compression peut offrir à la place ?
Codecs
Perdu
Le début des années 90 a vu les premières incarnations des données compressées. Le plus connu de ces premiers formats était peut-être MPEG-1 Audio Layer 1, sorti en 1993. Ce cadre conduirait au développement du célèbre codec audio MP3.
Les MP3, avec leurs premiers pairs, ont été les premiers formats de fichiers avec perte. Au fur et à mesure que ces formats gagnaient en popularité, l'industrie a inventé un nouveau terme pour les désigner :"Codec", abréviation de Compressor/De-Compressor ou Coder/Decoder.
Comment ça marche ?
Les codecs avec perte rejettent une quantité considérable d'informations contenues dans le fichier source ou le flux de données d'entrée.
Les codecs avec perte réduisent considérablement la taille des fichiers par rapport aux ensembles de données non compressés. Cela se fait généralement en prenant l'ensemble de données d'entrée et en le réduisant à la valeur numérique approximative la plus proche. Différents codecs ont différentes profondeurs de bits - ou le nombre total de valeurs numériques possibles disponibles pour l'interprétation des données d'entrée brutes.
Les meilleurs codecs avec perte sont conçus autour des limites perceptuelles des humains. La plupart des données non compressées contiennent une grande quantité d'informations que nos yeux et nos oreilles sont incapables de percevoir. Cela signifie qu'un codec avec perte bien conçu peut éliminer une grande partie de l'information totale contenue avant qu'un humain ne puisse jamais le remarquer.
La nature légère des codecs avec perte les rend idéaux pour le streaming et d'autres applications de diffusion en direct.
Les codecs avec perte sont le pire format possible à des fins d'archivage en raison du fait qu'une quantité importante d'informations dans l'ensemble de données source disparaît. Bien que les humains ne soient pas en mesure de discerner une différence entre les données brutes et le premier encodage avec perte de ces données, à mesure que davantage de versions avec perte sont créées à partir de l'encodage avec perte d'origine, les différences de perception deviennent de plus en plus apparentes.
Entrons maintenant dans le 21ème siècle.
Sans perte
Le premier codec sans perte était le "Fully Lossless Audio Codec", ou FLAC, et a été publié en 2000.
Le développement des codecs sans perte a marqué un changement radical dans le monde de la compression de données. Les codecs sans perte prétendent offrir une qualité exacte ou presque égale aux données non compressées, mais avec des tailles de fichiers beaucoup plus proches de la compression avec perte. Ceci est le résultat de la compression des données d'entrée d'une manière spécifique afin que le décodeur puisse ultérieurement reconstruire l'ensemble de données d'origine.
Comprendre la technologie derrière la compression sans perte peut vous faire tourner la tête si vous allez assez loin. Le chéri de la technologie YouTube, Linus, fait un travail fantastique en décomposant les bases dans cette vidéo de Techquickie.
Dans l'exemple donné par Linus, la chaîne "XXXOOXXX" est encodée en "3 O2 3". Lorsque la chaîne doit être à nouveau accessible, "3 O2 3" est décodé en "XXX00XXX".
En raison de sa capacité à reconstruire un ensemble de données non compressées à partir d'un ensemble compressé, le codage sans perte a largement éclipsé les données non compressées dans presque toutes les situations. La plupart des codecs vidéo et audio de qualité principale utilisent une forme de compression sans perte.
Le principal compromis pour la compression sans perte est un temps d'encodage et de décodage légèrement plus long, bien meilleur que les inconvénients de la compression avec perte ou non compressée.
Les données compressées sans perte sont la référence en matière d'archivage de toutes les données. Les fichiers compressés peuvent être archivés puis décodés une fois qu'ils doivent être à nouveau consultés, préservant ainsi toutes les données tout en réduisant les coûts de stockage.
Bien que tous les types de compression de données offrent certains avantages par rapport aux autres types, la compression sans perte offre le plus d'avantages avec le moins de concessions sur la taille, la mobilité ou la qualité des fichiers.
Les prochaines décennies porteront probablement la technologie des codecs sans perte vers de nouveaux sommets, car les anciens formats avec perte arrivent à la fin de leur durée de vie utile.