圧縮比

2025年10月17日

圧縮比

英語表記: Compression Ratio

概要

圧縮比とは、データ圧縮技術の性能を評価するために用いられる「圧縮指標」の一つであり、圧縮前のデータ容量（元の情報の単位）と圧縮後のデータ容量の比率を示す数値です。これは、私たちが日常的に扱うファイルやデータのサイズ（情報の単位）が、どれだけ効率的に削減されたか（圧縮率と効率）を客観的に測定するために利用されます。例えば、圧縮比が「5」であれば、データサイズが元の5分の1、つまり80%削減されたことを意味します。この指標は、ストレージの節約効果や通信時間の短縮効果を把握する上で、非常に重要な役割を果たしています。

詳細解説

圧縮比は、データの「情報の単位」を扱う上で、圧縮技術の「圧縮率と効率」を具体的に数値化する「圧縮指標」の中核をなす概念です。この指標の主な目的は、特定の圧縮アルゴリズムが、ストレージ容量やネットワーク帯域幅をどれだけ節約できるかを定量的に評価することにあります。

圧縮比の計算構造

圧縮比の計算は非常にシンプルで、データの圧縮前のサイズと圧縮後のサイズを比較することで求められます。

$$
\text{圧縮比} = \frac{\text{圧縮前のデータサイズ}}{\text{圧縮後のデータサイズ}}
$$

例えば、100MiBのファイルが圧縮によって20MiBになった場合、圧縮比は 100 MiB / 20 MiB = 5 となります。この比率が大きいほど、データの削減効果が高く、圧縮効率が優れていると判断されます。ITの現場では、この数値が大きいほど、その圧縮技術は優秀であると評価されるわけです。

また、圧縮比は通常「5:1」のように比率で表現されることもありますが、単に「5」という数値で表現されることも一般的です。

圧縮比と圧縮率の違いの明確化

ここで、多くの初学者が混同しがちなのが「圧縮比」（Compression Ratio）と「圧縮率」（Reduction Rate）の違いです。これらは異なる側面を示すため、資格試験などでは特に注意が必要です。

圧縮比: 圧縮前のサイズを基準とした比率（例：5）。数値が大きいほど効率が良い。
圧縮率: 削減された容量が元の容量に対してどれだけの割合を占めるかを示すパーセンテージ（例：80%）。

上記の例（100MiBが20MiBになった）でいえば、削減量は 100 MiB – 20 MiB = 80 MiB です。したがって、圧縮率は (80 MiB / 100 MiB) × 100% = 80% となります。

圧縮比は「元の何倍になったか」を示し、圧縮率は「どれだけ減ったか」の割合を示す、と覚えておくと混乱が少ないでしょう。どちらの指標も、データの「情報の単位」を扱う際に、圧縮技術の「圧縮率と効率」を測る「圧縮指標」として機能しますが、計算の定義が異なることを理解しておくことが重要です。

階層構造における重要性

なぜ「情報の単位（ビット, バイト, KiB, MiB）」の文脈で圧縮比が重要なのでしょうか。それは、現代のシステムが扱うデータ量が爆発的に増大しているためです。巨大なデータセット（テラバイト、ペタバイト級）を効率よく管理するためには、単にサイズを小さくするだけでなく、その削減効果を正確に測定し、最適なアルゴリズムを選ぶ必要があります。

圧縮比は、そのアルゴリズムがどれだけ優れているかを一目で示す客観的な尺度であり、まさしく「圧縮率と効率」の最終的な評価点です。この数値が高いほど、ストレージやネットワークという物理的なリソースを有効活用できている証明になるのです。

具体例・活用シーン

圧縮比の概念は、私たちが日常的に利用するデータ形式の裏側で常に機能しています。

1. 動画ファイルの圧縮

動画ファイルは、静止画やテキストデータと比較して圧倒的に容量が大きくなります。例えば、高解像度の動画を非圧縮で保存すると、数分の映像で数百GiBにも達してしまうことがあります。

ここでMPEGやH.264といった動画圧縮技術（非可逆圧縮）が活躍します。これらの技術は、人間の目には認識しにくい冗長な情報を大胆に削除することで、極めて高い圧縮比を実現します。例えば、元のデータが100GiBだったものが、圧縮によってわずか1GiBになった場合、その圧縮比は100:1となります。この驚異的な圧縮比のおかげで、私たちはスマートフォンで高画質な動画をストリーミング視聴できているのですね。