webmaster@snap-tck.com
Copyleft (C) 2000 SNAP(Sugimoto Norio Art Production)
以上、よく利用される代表的な圧縮法の概略を紹介しましたが、色々な圧縮法を知れば、その性能を比較してみたくなるのが人情というものです。 しかし圧縮法の性能はコンピュータのベンチマークテストと同様、対象とするファイルのデータ内容、プログラム化の方法、ハードウェア環境等によって大きく異なり、簡単には比較できません。 それでも色々な参考書にはたいてい各種圧縮法の性能を評価した結果が載っていますので、それらの結果と、僕が適当に試した結果を総合し、独断と偏見でおおざっぱな目安をつけてみたいと思います。
やはり最も気になるのが圧縮率ですが、だいたい以下のような順で圧縮率が良いと思われます。
圧縮率の目安としては、通常のテキストファイルを対象とした場合、LZ78符号とLZ77符号が40〜50％、つまりほぼ半分以下に圧縮し、算術符号が60〜70％、ハフマン符号が算術符号よりも数％大きくなり、連長符号は80〜90％程度です。 プログラムなどのバイナリファイルを対象とした場合は、テキストファイルよりも10〜20％ほど大きくなります。
連長符号はテキストファイルやプログラムファイルでは圧縮率が悪く、時には元のファイルよりも大きくなってしまうことさえありますが、同じコードが連続する画像ファイルでは比較的圧縮率が良いので、主に画像データの圧縮に用いられます。
次に圧縮／展開速度ですが、だいたい以下のような順で速度が速いと思われます。
ハフマン符号と算術符号は２パスで符号化しますが、１パスで符号化するLZ符号よりも圧縮速度が速くなっており、各手法の解説で説明した特徴と矛盾しています。 これは次のような事情によるものです。
ハフマン符号と算術符号の符号化過程そのものはLZ符号よりも速いのですが、ファイルの２度読み部分が律速段階となっていて、ファイルの読み書きが非常に遅かった頃はLZ符号よりも遅いのが普通でした。 ところが最近のコンピュータはファイルの読み書きが非常に速くなり、全体としてLZ符号よりも高速になったのです。 またメモリも多量に使えるようになったので、プログラムによっては最初にファイルを全てメモリに読み込んでしまい、メモリ上で記号の集計と符号化を高速に行うものもあります。
ほとんどの圧縮法は圧縮速度よりも展開速度の方が速く、特にLZ77符号は圧縮速度に比べて展開速度が非常に速いのが特徴です。 それに対して、LZ78符号は圧縮速度と展開速度がほとんど変わりません。
圧縮と展開を合計した総合処理速度は、だいたい以下のようになります。
一応、順序としてはこのようになりますが、各手法の速度の差はそれほど大きくなく、実質上はほとんど問題にならない程度です。 ハードウェアの驚異的な進歩により、圧縮／展開速度は以前ほど重要なファクターではなくなったと言えるでしょう。
以上、圧縮率と圧縮／展開速度を総合しますと、現在のところLZ78符号が一番多用されている理由が何となく納得できると思います。 ただしこれらの性能比較は、僕の独断と偏見による単なる目安にすぎませんので、自分で試してみたところこれとは違う結果が出たとしても、当局は一切関知しませんのでそのつもりで……。(^^;)
実際の圧縮ツールではこれまで説明しました圧縮法をそのまま単独で用いることは少なく、たいていは数種類の圧縮法を組み合わせ、圧縮率と圧縮／展開速度を向上させるような工夫をしています。 それらの圧縮ツールのうち、代表的なものの特徴をまとめると以下のようになります。