數(shù)據(jù)壓縮是以盡可能少的數(shù)碼來表示信源所發(fā)出的信號，減少容納給定的消息集合或數(shù)據(jù)采樣集合的信號空間。這里講的信號空間，就是被壓縮的對象，是指某信號集合所占的時域、空域和頻域。信號空間的這幾種形式是相互關(guān)聯(lián)的，存儲空間的減少，意味著信號傳輸效率的提高，所占用帶寬的節(jié)省。只要采取某種方法來減少某個信號空間，就能夠壓縮數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)壓縮是信息論中一個很重要的概念。從信息論的角度來看，信源編碼的一個最主要的目的，就是要解決數(shù)據(jù)的壓縮問題。這一點，反映在整個通信過程中。

一般來說，數(shù)據(jù)壓縮主要是通過數(shù)據(jù)壓縮編碼來實現(xiàn)的。要想使編碼有效，必須建立相應(yīng)的系統(tǒng)模型。在給定的模型下，通過數(shù)據(jù)編碼來消除冗余，大致有如下三種情況。

(1)信源符號之間存在相關(guān)性。如果消除了這些相關(guān)性，就意味著數(shù)據(jù)壓縮。譬如，位圖圖像像素與像素之間的相關(guān)性，動態(tài)視頻幀與幀之間的相關(guān)性。去掉這些相關(guān)性，通常采用預(yù)測編碼、變換編碼等方法。

(2)信源符號之間存在分布不等概性。根據(jù)不同符號出現(xiàn)的不同概率，分別進行編碼，概率大的符號用較短的碼長編碼，概率小的符號用較長的碼長編碼，最終使信源的平均碼長達到最短。對此，通常采用統(tǒng)計編碼的方法。

(3)利用信息內(nèi)容本身的特點(如自相似性)。用模型的方法，對需傳輸?shù)男畔⑦M行參數(shù)估測，充分利用人類的視覺、聽覺等特性，同時考慮信息內(nèi)容的特性，確定并遴選出其中的部分內(nèi)容(而不是全部內(nèi)容)進行編碼，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)壓縮。通常采用模型基編碼的方法。

隨著數(shù)字通信和計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，有關(guān)數(shù)據(jù)壓縮的技術(shù)正不斷成熟和完善，而且適應(yīng)各種應(yīng)用的新的編碼方法也不斷產(chǎn)生。一般說來，可供壓縮的數(shù)據(jù)分為兩大類：一類是與文字和字符有關(guān)的文本數(shù)據(jù)；另一類是將模擬信號數(shù)字化后得到的多媒體數(shù)據(jù)。兩類數(shù)據(jù)所采用的數(shù)據(jù)壓縮方法相應(yīng)不同。此外，文本數(shù)據(jù)壓縮和多媒體數(shù)據(jù)壓縮(如視覺類和聽覺類媒體)在算法上存在一定區(qū)別，主要表現(xiàn)在兩個方面：是否允許有誤差；壓縮算法有沒有高級模型可以利用。

目前，比較認同的常用的數(shù)據(jù)壓縮的編碼方法，大致分為兩大類。

(1)冗余壓縮法或無損壓縮法。

冗余壓縮法或無損壓縮法又稱為無失真壓縮法或熵編碼法。這類壓縮方法只是去掉數(shù)據(jù)中的冗余部分，并沒有損失熵，而這些冗余數(shù)據(jù)是可以重新插入到原數(shù)據(jù)中的。也就是說，去掉冗余不會減少信息量，而且仍可原樣恢復(fù)數(shù)據(jù)。因此，這類壓縮方法是可逆的。

(2)熵壓縮法或有損壓縮法。

這類壓縮法由于壓縮了熵，也就損失了信息量，而損失的信息是不能恢復(fù)的。因此，在用門限值來采樣量化時，如果只存儲門限內(nèi)的數(shù)據(jù)，那么原來超過這個預(yù)置門限的數(shù)據(jù)就將丟失。這種壓縮方法，雖然可壓縮大量的信號空間，但那些丟失的實際樣值就不可能恢復(fù)了，是不可逆的。也就是說，在用熵壓縮法時，數(shù)據(jù)壓縮要以一定的信息損失為代價，而數(shù)據(jù)的恢復(fù)只能是近似的，應(yīng)根據(jù)條件和要求，在允許的范圍內(nèi)進行壓縮。

數(shù)據(jù)壓縮按照映射是否固定可分為靜態(tài)數(shù)據(jù)壓縮和動態(tài)數(shù)據(jù)壓縮。靜態(tài)數(shù)據(jù)壓縮是指壓縮前源消息集到碼字集之間的映射是固定的，出現(xiàn)在被壓縮數(shù)據(jù)中的源消息每次都被映射為同一碼字。動態(tài)數(shù)據(jù)壓縮是指源消息集到碼字集的映射會隨著壓縮進度的變化而變化。靜態(tài)壓縮編碼需要兩步，先計算出源消息出現(xiàn)的頻率，確定源消息到碼字之間的映射；然后完成映射。動態(tài)數(shù)據(jù)壓縮則只需一步就能完成，它在壓縮過程中只對源消息集掃描一次。有些數(shù)據(jù)壓縮算法是混合型的，綜合應(yīng)用了靜態(tài)數(shù)據(jù)壓縮和動態(tài)數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)。

從實際應(yīng)用來說，數(shù)據(jù)壓縮可從數(shù)據(jù)壓縮速度和數(shù)據(jù)壓縮率兩方面來衡量。當數(shù)據(jù)壓縮應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)傳輸時，主要考慮速度快慢；當數(shù)據(jù)壓縮應(yīng)用于數(shù)據(jù)存儲時，主要考慮壓縮率，即壓縮后數(shù)據(jù)的大小。當然這兩方面是相輔相成的。

常用的評價標準有冗余度、平均源信息長度、壓縮率等。對于一種編碼方式是否為較好的編碼，主要看該編碼的冗余度是否最小。

現(xiàn)在操作簡單、使用方便、功能強大的數(shù)據(jù)壓縮工具有很多。最常見的是WinZip和Win-RAR。

20世紀80年代．國際標準化組織(ISO)和國際電報電話咨詢委員會(CCITT)組成的聯(lián)合圖像專家組制定的靜止圖像壓縮標準JPEG和運動圖像視頻壓縮標準MPEG已被廣泛采用。

1．JPEG標準

JPEG標準適用于色調(diào)和多級灰度的靜態(tài)圖像，一般對單色和彩色圖像的壓縮比通常分別為10：1和15：1，常用于CD—ROM、彩色圖像傳真和圖文管理。許多Web瀏覽器都將JPEG圖像作為其標準的圖像文件格式。

2．MPEG標準

MPEG標準不僅適用于運動圖像，也適用于音頻信息，它包括了三部分：MPEG視頻、MPEG音頻、MPEG系統(tǒng)(視頻和音頻的同步)。MPEG視頻是MPEG標準的核心。MPEG標準已指定了MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、MPEG-7和MPEG-21等多種標準。

MPEG-1是為有限帶寬傳輸設(shè)計的，數(shù)據(jù)傳輸率為l～1．5Mb／s，平均壓縮比為50：1，可達到一般錄像機所要求的質(zhì)量。它常用于VCD壓縮，一部120分鐘長的電影可壓縮到1．2GB左右。

MPEG-2是為高帶寬傳輸設(shè)計的，數(shù)據(jù)傳輸率為4～10Mb／s，壓縮比高達200：1，可支持播放高質(zhì)量的數(shù)字式電視，常用于DVD壓縮。MPEG-4是“甚低速率視聽編碼”標準，數(shù)據(jù)傳輸率小于64Kb／s。多應(yīng)用在移動多媒體通信、因特網(wǎng)、實時多媒體監(jiān)控以及其他低數(shù)據(jù)傳輸速率的場合。

3．H．261視頻通信編碼標準

國際電報電話咨詢委員會于1988年針對可視通信的需要，提出電視電話／會議的H．261編碼標準，即P*64視頻編碼／解碼標準。這是一種關(guān)于視頻和聲音的以64kb／s的整數(shù)倍作為傳輸速率的雙向傳輸標準。其中P是一個通道可變參數(shù)，取值為1～30。當P=1或P=2時支持四分之一中間格式(QCIF)的幀率較低的視頻電話傳輸；當P≥6時支持能用中間格式(CIF)的幀率較高的電視會議數(shù)據(jù)傳輸。

在H．261標準中，圖像采用公共中間格式CIF和1／4CIF，H．261標準與MPEG標準是相互不兼容的。