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Cours définition et intérêt de la compression de données, tutoriel & guide de travaux pratiques en pdf.
1 Introduction
2 Généralités sur la compression de données
2.1 Définition et intérêt de la compression
2.1.1 Définition
2.1.2 Intêret
2.2 Classification des algorithmes de compression
2.2.1 Compression symétrique / asymétrique
2.2.2 Compression physique / logique
2.2.3 La compression statistique / numérique
2.2.4 La compression sans / avec perte
2.2.5 Performances et efficacité
3 Compression de type statistique : codage de Huffman
3.1 Introduction
3.2 Principe de l’algorithme
3.2.1 Table de fréquence d’apparition
3.2.2 Construction de l’arbre de Huffman
3.2.3 Compression / Décompression
3.2.4 Remarques
3.3 Performances
3.3.1 Performances sur l’exemple
3.3.2 Performances générales
3.4 Conclusion
4 Compression de type Dictionnaire
4.1 Exemples de compressions intuitives de type dictionnaire
4.1.1 Compression de texte multi-dictionnaires
4.1.2 Compression de texte multi-langages
4.2 L’algorithme LZW
4.2.1 Historique des algorithmes LZ**
4.2.2 Le principe
4.2.3 L’algorithme de compression
4.2.4 L’algorithme de décompression
4.2.5 Efficacité de l’algorithme LZW
4.2.6 Conclusion
5 Conclusion
Introduction
La compression des données est un vaste sujet qui a fait l’objet de nombreux ouvrages et articles. Elle donne lieu aujourd’hui à de nombreuses recherches en raison des enjeux économiques. Elle est utilisée majoritairement dans les applications informatiques et elle est une des conditions d’existence du multimédia.
L’utilisation de la compression et sa mise en pratique nécessitent des connaissances nombreuses et complexes tels que le calcul intégral, l’algèbre linéaire, la géométrie fractale, la théorie des probabilités · · · Dans cet exposé, nous allons ouvrir un champ de réflexion en indiquant tout d’abord quelles sont les méthodes générales utilisées aujourd’hui pour compresser les données puis dans un second temps, nous allons présenter deux méthodes très utilisées dans la compression des données.
Généralités sur la compression
Définition et intérêt de la compression
La compression consiste à réduire la taille physique de blocs d’informations.
Elle est très utile pour plusieurs applications informatiques.
Les différents algorithmes de compression sont basés sur 3 critères :
– Le taux de compression : c’est le rapport de la taille du fichier compressé sur la taille du fichier initial.
– La qualité de compression : sans ou avec pertes (avec le pourcentage de perte).
– La vitesse de compression et de décompression.
Un compresseur utilise un algorithme qui sert à optimiser les données en fonction du type de données à compresser ; un décompresseur est donc nécessaire pour reconstruire les données grâce à l’algorithme dual de celui utilisé pour la compression.
La méthode de compression dépend du type de données à compresser car une image ou un fichier audio ne représentent pas le même type de données.
Intêret
De nos jours, la puissance des processeurs augmente plus vite que les capacités de stockage, et énormément plus vite que la bande passante des réseaux (car cela imposerait d’énormes changements dans les infrastructures de télécommunication).
Il y a donc un déséquilibre entre le volume des données qu’il est possible de traiter, de stocker, et de transférer.
Par conséquent, il faut donc réduire la taille des données. Pour cela, il faut exploiter la puissance des processeurs, pour pallier aux insuffisances des capacités de stockage en mémoire et des vitesses de transmission sur les réseaux.
Exemples
Choisissons une séquence vidéo avec les caractéristiques suivantes :
– 25 images par seconde,
– 16 millions de couleurs (soit 3 octets par pixel),
– Résolution de 640 x 480.
Sans compression, il faudrait un débit de 23 Mo/s (25 x 3 x 640 x 480), et pour donner un ordre d’idée, cela représente un débit 130 fois plus important que celui d’un lecteur de CD-ROM simple vitesse (150 Ko/s). De plus, si on souhaite stocker 2 heures de vidéo, il nous faudrait une unité de stockage de 162 Go (équivalent à 34 DVD de 4,7 Go).
Un autre exemple très courant d’utilisation de la compression est pour le transport dans les réseaux cablés (minitel, internet), et sans fil (communication par satellite, téléphone portable).
Dans le domaine de la compression, il existe plusieurs façons de comparer les types de compression. Pour cette raison, nous allons voir comment classifier les algorithmes de compression.
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