Datenkompression bezeichnet Verfahren, mit denen die Menge digitaler Daten verkleinert wird, ohne dass die enthaltene Information vollständig verloren gehen muss. Sie senkt den Speicherbedarf und verkürzt Übertragungszeiten.
Auch genannt: Datenkomprimierung
Digitale Daten enthalten oft Redundanz: wiederkehrende Muster, ähnliche Werte oder Informationen, die sich aus dem Kontext ableiten lassen. Datenkompression nutzt diese Redundanz aus, indem ein Kodierer die Daten in eine kürzere Darstellung überführt. Ein Dekodierer kann daraus die Originaldaten – oder eine für den jeweiligen Zweck ausreichend genaue Näherung – wieder rekonstruieren.
Man unterscheidet zwei Grundtypen. Verlustfreie Kompression entfernt ausschließlich Redundanz und liefert nach der Dekompression exakt die Ausgangsdaten zurück; sie eignet sich für Texte, Programme oder Tabellen, bei denen jede Abweichung ein Problem wäre. Verlustbehaftete Kompression verzichtet zusätzlich auf Informationen, die für die Wahrnehmung kaum ins Gewicht fallen, etwa feine Helligkeitsunterschiede in einem Bild oder sehr hohe Tonfrequenzen. Dadurch lassen sich deutlich höhere Kompressionsgrade erreichen, allerdings um den Preis eines dauerhaften Informationsverlusts. Vollständig zufällige, redundanzfreie Daten lassen sich dagegen grundsätzlich nicht verlustfrei komprimieren.
Ein unkomprimiertes Foto einer Digitalkamera kann mehrere Dutzend Megabyte groß sein. Durch ein verlustbehaftetes Kompressionsverfahren lässt sich dieselbe Bildinformation oft auf einen Bruchteil der ursprünglichen Dateigröße reduzieren, bei für das Auge kaum wahrnehmbarem Qualitätsverlust. Bei einem Textdokument dagegen wird meist verlustfrei komprimiert, damit jedes Zeichen exakt erhalten bleibt.
Datenkompression steckt in praktisch jeder digitalen Übertragung und Speicherung: bei Bild-, Video- und Audiodateien, beim Versenden von E-Mail-Anhängen, in Archivformaten für Backups sowie bei der Übertragung von Webinhalten. Ohne Kompression wären viele Anwendungen mit begrenzter Bandbreite oder begrenztem Speicherplatz kaum praktikabel.
Ein verbreiteter Irrtum ist die Annahme, jede Datei lasse sich beliebig oft weiter verkleinern – bereits komprimierte Daten enthalten kaum noch Redundanz und lassen sich daher kaum zusätzlich komprimieren. Ebenso wird oft übersehen, dass verlustbehaftete Kompression irreversibel ist: Einmal entfernte Details lassen sich nicht wiederherstellen, auch wenn die Datei anschließend wieder vergrößert wird.
Nicht verwechseln mit Codec: Ein Codec ist ein konkretes Verfahren zur Kodierung und Dekodierung von Medien, das Kompressionstechniken einsetzt, aber auch weitere Aufgaben wie die Signalverarbeitung übernimmt. Ebenfalls abzugrenzen ist die Bitrate: Sie beschreibt die tatsächlich übertragene oder gespeicherte Datenmenge pro Zeiteinheit und ist eine Folge, nicht die Ursache der Kompression. Auch Streaming ist ein eigenständiger Begriff: Er bezeichnet die fortlaufende Übertragung von Daten, unabhängig davon, ob und wie stark diese komprimiert sind.
Eng verbunden sind Kodierungsverfahren für Medien sowie Kennwerte der Datenübertragung, die im Zusammenspiel mit Kompression über die tatsächliche Dateigröße und Übertragungsdauer entscheiden.