Comment fonctionne la compression de fichiers ?
La compression de fichiers est au cœur du fonctionnement du Web. Cela nous permet de transférer des fichiers qui, autrement, prendraient trop de bande passante et de temps. Chaque fois que vous accédez à des fichiers ZIP ou affichez des images JPEG, vous bénéficierez de la compression de fichiers.
Donc, à un moment donné, vous vous posez peut-être une question : comment fonctionne la compression de fichiers ? Il s’agit d’une introduction de base au fonctionnement de la compression.
Que signifie compresser ?
En termes simples, la compression de fichiers (ou compression de données) consiste à réduire la taille du fichier tout en préservant les données d’origine. Cela permet aux fichiers d’occuper moins d’espace sur votre périphérique de stockage, et il est plus facile de les transférer sur Internet ou autrement.
Il est important de noter que la compression n’est pas infinie. Bien que la compression d’un fichier au format ZIP réduise sa taille, vous ne pouvez pas continuer à compresser le fichier pour réduire davantage la taille à zéro.
Généralement, il existe deux principaux types de compression de fichiers : avec perte et sans perte. Voyons comment les deux fonctionnent tour à tour.
Comment fonctionne la compression de fichiers : Compression avec perte
La compression avec perte réduit la taille du fichier en supprimant les informations inutiles. Il est le plus courant dans les formats image, vidéo et audio où une représentation parfaite du média source n’est pas requise. De nombreux formats courants pour ces types de médias utilisent une compression avec perte ; MP3 et JPEG sont deux exemples populaires.
Le MP3 ne contient pas toutes les informations audio de l’enregistrement original – à la place, il émet des sons que les humains ne peuvent pas entendre. De toute façon, vous ne remarquerez pas qu’ils manquent, donc la suppression de ces informations entraîne une taille de fichier plus petite sans pratiquement aucun inconvénient.
Faire une vidéo du jour
De même, JPEG supprime les parties insignifiantes de l’image. Par exemple, dans une image contenant un ciel bleu, la compression JPEG peut changer tous les pixels du ciel en une ou deux nuances de bleu au lieu d’utiliser des dizaines de nuances différentes.
Cependant, plus le fichier est compressé, plus la perte de qualité sera notable. Vous avez peut-être rencontré ce problème avec des fichiers MP3 téléchargés sur YouTube. Par exemple, comparez cette piste musicale de haute qualité :
Utilisez une version hautement compressée de la même chanson :
La compression avec perte est appropriée lorsque le fichier contient plus d’informations que nécessaire pour vos besoins. Par exemple, disons que vous avez un énorme fichier image RAW. Bien que vous souhaitiez conserver cette qualité lors de l’impression de votre image sur une grande bannière, il est inutile de télécharger un fichier RAW sur Facebook.
L’image contient beaucoup de données et n’est pas évidente lorsqu’elle est vue sur les sites de médias sociaux. La compression de l’image en un JPEG de haute qualité génère des informations, mais l’image est à peu près la même à l’œil nu. Consultez notre comparaison des formats d’image populaires pour un examen plus approfondi à ce sujet.
Compression avec perte en usage général
Comme nous l’avons mentionné, la compression avec perte est très utile pour la plupart des formes de médias. Il est donc essentiel pour des entreprises comme Spotify et Netflix qui diffusent constamment d’énormes quantités d’informations. Minimisez la taille du fichier tout en maintenant la qualité, ce qui rend son fonctionnement plus efficace. Pouvez-vous imaginer si chaque vidéo sur YouTube était stockée et transmise dans son format d’origine non compressé ?
Mais la compression avec perte ne fonctionne pas bien pour les fichiers où toutes les informations sont essentielles. Par exemple, l’utilisation d’une compression avec perte sur des fichiers texte ou des feuilles de calcul peut entraîner une sortie brouillée. Vous ne pouvez vraiment rien jeter sans endommager sérieusement le produit final.
Lors de l’enregistrement dans un format avec perte, vous pouvez généralement définir le niveau de qualité. Par exemple, de nombreux éditeurs d’images ont un curseur pour choisir la qualité du JPEG entre 0 et 100.
L’enregistrement de fichiers à quelque chose comme 90% ou 80% réduit considérablement la taille du fichier avec peu ou pas d’effet sur les yeux. Mais enregistrer en basse qualité ou enregistrer à plusieurs reprises le même fichier dans un format avec perte réduira sa qualité.
Vous pouvez voir un exemple ci-dessous (cliquez pour agrandir l’image). Sur la gauche se trouve l’image originale au format JPEG téléchargée depuis Pixabay. L’image du milieu est le résultat de son enregistrement au format JPEG avec une qualité de 50 %. L’image à l’extrême droite montre l’image d’origine enregistrée au format JPEG de qualité 10 %.
À première vue, l’image au milieu semble bien. Si vous effectuez un zoom avant, vous ne pouvez remarquer que des artefacts sur les bords de la boîte. Bien sûr, l’image à l’extrême droite semble immédiatement mauvaise.
Avant le recadrage et le téléchargement, les tailles de fichier étaient de 874 Ko, 310 Ko et 100 Ko.
Fonctionnement de la compression de fichiers : compression sans perte
La compression sans perte est une méthode de réduction de la taille du fichier afin que vous puissiez parfaitement reconstruire le fichier d’origine. Contrairement à la compression avec perte, elle ne renvoie aucune information. En revanche, la compression sans perte fonctionne essentiellement en supprimant la redondance.
Prenons un exemple basique pour illustrer ce que cela signifie. Ci-dessous se trouve une pile de 10 briques : deux bleues, cinq jaunes et trois rouges. Cette pile est un moyen facile d’illustrer ces blocs, mais il existe une autre façon de le faire.
Au lieu d’afficher les 10 blocs, nous pouvons supprimer tous les blocs de chaque couleur. Ensuite, si nous utilisons des nombres pour représenter le nombre de briques de chaque couleur, nous utilisons moins de briques pour représenter exactement les mêmes éléments d’information. Au lieu de 10 blocs, nous n’en avons plus besoin que de 3.
Ceci est une illustration simple de la façon d’obtenir une compression sans perte. Il stocke les mêmes informations de manière plus efficace en éliminant la redondance. Considérez un fichier réel contenant les chaînes suivantes :
mmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmm
Peut être « compressé » dans les formes plus courtes suivantes :
m5u7o12
Cela nous permet d’utiliser 7 caractères au lieu de 24 pour représenter les mêmes données, ce qui représente une économie non négligeable.
Compression sans perte au quotidien
Comme nous l’avons mentionné ci-dessus, la compression sans perte est importante dans les situations où vous ne pouvez supprimer aucun des fichiers d’origine. Si vous êtes curieux de savoir comment fonctionnent les fichiers ZIP, voici la réponse.
Lorsque vous créez un fichier ZIP à partir d’un programme exécutable sous Windows, il utilise une compression sans perte. La compression de fichiers ZIP est un moyen plus efficace de stocker un programme, mais lorsque vous le décompressez (décompressez), toutes les informations d’origine sont là. Si vous compressez l’exécutable à l’aide d’une compression avec perte, la version décompressée sera corrompue et inutilisable.
Les formats courants sans perte incluent PNG pour les images, FLAC et ZIP pour l’audio. Les formats sans perte pour les vidéos sont rares car ils prennent beaucoup de place.
Quand utiliser la compression avec perte ou la compression sans perte
Maintenant que nous avons vu les deux formes de compression de fichiers, vous vous demandez peut-être quand utiliser l’une plutôt que l’autre. Il s’avère qu’il n’y a pas de « meilleure » forme de compression – tout dépend de l’utilisation que vous faites de ces fichiers.
En général, vous devez utiliser une compression sans perte lorsque vous souhaitez une copie parfaite du matériel source et une compression avec perte lorsque la copie imparfaite est suffisamment bonne. Regardons un autre exemple pour voir comment ils fonctionnent ensemble.
Supposons que vous venez de fouiller dans votre ancienne collection de CD et que vous souhaitez la numériser afin de pouvoir conserver toute votre musique sur votre ordinateur. Lorsque vous extrayez des CD, il est logique d’utiliser un format sans perte tel que FLAC. Cela vous permet d’avoir une copie maître sur votre ordinateur qui est aussi bonne que le CD original.
Plus tard, vous voudrez peut-être mettre de la musique sur votre téléphone ou votre ancien lecteur MP3 afin de pouvoir l’écouter n’importe quand, n’importe où. Vous ne vous souciez probablement pas de la qualité parfaite de votre musique, vous pouvez donc convertir des fichiers FLAC en MP3. Cela vous donne un fichier audio qui est toujours parfaitement écoutable, mais qui ne prend pas trop de place sur votre appareil mobile. La qualité du MP3 converti à partir de FLAC sera aussi bonne que celle du MP3 compressé que vous avez créé directement à partir du CD original. Vous pouvez même compresser des vidéos directement sur votre iPhone.
Le type de données représentées dans le fichier peut également déterminer quel type de compression est le meilleur. Étant donné que les images PNG utilisent une compression sans perte, elles fournissent une taille de fichier plus petite pour les images avec beaucoup d’espace uniforme, telles que les captures d’écran d’ordinateur. Cependant, vous remarquerez que les PNG prennent plus de place lorsqu’ils représentent l’encombrement des couleurs dans une vraie photo.
Problèmes lors de la compression de fichiers
Comme nous l’avons vu, convertir un format sans perte en un format avec perte est correct, tout comme convertir un format sans perte en un autre. Cependant, vous ne devez jamais convertir un format avec perte en un format sans perte, et vous devez prendre soin de convertir un format avec perte en un autre.
Convertir un format avec perte en un format sans perte n’est qu’une perte d’espace. N’oubliez pas que les formats avec perte suppriment les données ; ces données ne peuvent pas être récupérées.
Supposons que vous ayez un fichier MP3 de 3 Mo. La conversion en FLAC peut produire un fichier de 30 Mo, mais ces 30 Mo contiennent exactement le même son que le MP3 beaucoup plus petit. La reconversion vers un format sans perte ne « récupère » pas les informations supprimées par la compression MP3.
Enfin, comme mentionné précédemment, la conversion d’un format avec perte en un autre (ou l’enregistrement répété dans le même format) réduira encore la qualité. Chaque fois qu’une compression avec perte est appliquée, plus de détails sont perdus. Cela est devenu de plus en plus évident jusqu’à ce que le fichier soit fondamentalement corrompu.
Comment fonctionne la compression ?maintenant tu sais
Nous avons examiné la compression avec et sans perte pour voir comment elles fonctionnent. Vous savez maintenant comment stocker des fichiers dans des fichiers plus petits que l’original et comment choisir la méthode qui correspond le mieux à vos besoins.
Bien sûr, les algorithmes pour décider quelles données supprimer dans les méthodes avec perte et comment stocker au mieux les données redondantes dans la compression sans perte sont plus complexes que nous ne l’expliquons ici. Si vous êtes intéressé, il y a beaucoup plus à découvrir sur ce sujet.
Vous avez essayé la compression sans perte et vous avez besoin d’envoyer quelque chose à un ami ? Essayez ces moyens rapides pour transférer des fichiers volumineux en ligne. Si vous avez besoin d’aide pour compresser des fichiers audio volumineux, voici quelques méthodes simples et efficaces.
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