圧縮すると容量が増える。

動画ファイル（200MB前後@avi）をrarやzipや7zその他いろいろな圧縮方法で圧縮するとなぜか容量が増えています。
WinRAR,7-zip,+Lhaca,Lhaplusなどのソフト試しましたがすべて結果は容量が増えていました。
■質問内容
なぜ圧縮しているにもかかわらず容量が増えるのか。
わかる方お願いします。
多少詳しい説明、専門的な用語が入ってもかまいません。

No.3 ベストアンサー 回答者： BLK314 回答日時： 2009/08/24 21:44

>なぜ圧縮しているにもかかわらず容量が増えるのか。

（可逆圧縮に限定）

これは、情報科学に多大な貢献をした"シャノン"先生によって
解明された問題として、非常に有名です。

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%AF%E3%83%AD% …

当時、可逆圧縮の研究が盛んに行われていました。
まるで、錬金術のように、人々は、
”完璧な"可逆圧縮のアルゴリズムを探し求めていました。

”完璧”な圧縮とは...
ありとあらゆるファイルを確実に圧縮することです。
可逆圧縮なので、当然、元に完全に復元できなければなりません。
１ビットたりとも変更は許されません。

いろんなアルゴリズムが提唱されましたが、
どれも、万能なものはなく、
必ず、圧縮できないファイル(大きさが変わらない、もしくは大きくなってしまう）
ものが見つけられてしまいました。

シャノンはこう言いました。
”完璧な可逆圧縮のアルゴリズムは存在しない!"

その根拠は....

今、ファイルＡ（１０ビット）を圧縮しファイルB(５ビット)を得たとします。
可逆圧縮なので
当然ファイルB(５ビット)からファイルＡ（１０ビット）に復元可能です。

このファイルＢを可逆圧縮し、ファイルC(3ビット)を得たとします。
ファイルＣからはファイルＢが復元でき
ファイルＢからはファイルＡが復元できます。

つまり、ファイルＣ（３ビット)から（手順を踏めば)ファイルＡが復元できる
ことになります。

さらに、ファイルＣからファイルＤ（2ビット)を得
ファイルＤからファイルＥ（１ビット）を得たとすると
たった１バイトの情報から１０バイトのファイルＡが復元可能であることに
なります。

つまり、たった１ビットから１0ビットのファイルが復元できることになります。

これは、始まりが１０ビットに限定した場合の話ではありません。
１ｋByteでも1GByteでも
"完璧な”可逆圧縮であれば、（１回圧縮すれば必ずサイズダウンするので)
回数を重ねれば、最終的に１ビットに行き着きます。

たったの１ビットの情報から５分のwavが復元され、
さらに、復元すると１時間のAviファイルが出てくる
ありとあらゆるファイルが出てくる....

これは、どう考えてもおかしい！！！
絶対にあり得ない！！！

で、シャノンは”完璧な”可逆圧縮などあり得ないとしたのです。
どんなに優れたアルゴリズムでも
いつかは生き詰まり、元のファイルと同じ大きさかそれより大きくなる
時点が必ず存在する

これは、見方を変えると
どんなアルゴリズムに対しても
圧縮できないファイル（大きさが変わらないか大きくなってしまう）
が存在するということです。

”金以外のものから金を作る”（錬金術）夢が破れ、
"永遠に動き続けるエンジンを作り出す"（永久機関）夢が破れたように
"どんなファイルでも確実に可逆圧縮するアルゴリズムを見つける"
夢もまた水泡に帰したのです。

しかし、これらの夢を追い求めた努力は決して無駄には終わっていません。
”錬金術"は化学の基礎を作りました
"永久機関"は熱力学に多大の貢献をしました。
完璧な可逆圧縮の追及は情報科学に多大の貢献をし、
とくにシャノンは”情報科学の父"と呼ばれ、
情報科学（情報工学)を学んでいて、"シャノン"を知らなければ
もぐりとよんでも呼んでもよいほどです。

（物理を学んでいて、ニュートンやアインシュタインを知らない
というのと同じです）

以上、長文でごめんなさい

この回答へのお礼

少し長いですが「非常に詳しく」「分かりやすく」まとめてくださり感謝の一言です。
確かに１バイトのファイルになったりするのはおかしいですよね。
ありがとうございました。
とても納得がいきました＞＜

お礼日時：2009/08/25 12:22

No.5 回答者： BLK314 回答日時： 2009/08/25 20:36

もっと単純に説明できるけどね＞#4.

全ての可逆圧縮アルゴリズムは、
情報の偏りや規則性を利用して圧縮・伸張します。
従って、完全にランダムなデータは可逆圧縮できません。

No.4 回答者： Tacosan 回答日時： 2009/08/24 23:48

もっと単純に説明できるけどね＞#3.

「たかだか 8ビット」であるようなファイルは全部でたかだか 511種類 (「0ビット」のファイルを含む) ですが, 「たかだか 7ビット」であるようなファイルは全部で 255種類しかありません. だから, 「8ビットのファイル」のうち 1つでも 7ビット (以下) になるとすると, 7ビット以下のファイルのうち少なくとも 1つは 8ビット以上にならざるをえません.
そういえば, 昔「どんなファイルでも 1/100 にする」ってほざいてたやつがいたなぁ.

No.2 回答者： kaZho_em 回答日時： 2009/08/24 19:42

無圧縮以外の動画ファイルは、映像圧縮および音声圧縮をした上で生成されていますので、

ZIPであろうがRARであろうが、更なる圧縮で容量を減らす余地がありません。
このようなファイルで、ファイル圧縮を掛けた場合、圧縮効果は非常に微々たるものに
なるか、場合によっては圧縮アルゴリズムのオーバーヘッド分だけ容量が増える結果となります。
要は、これ以上の圧縮が不可能なファイルを圧縮しようとしたということです。

No.1 回答者： noname#93649 回答日時： 2009/08/24 19:41

> なぜ圧縮しているにもかかわらず容量が増えるのか。

完全可逆圧縮方式は、元データの冗長部分を少ないデータ量で表現します。
動画ファイルの殆どはデータ量を減らす為に既に圧縮されていて、
そのような冗長性がない為、圧縮効果が得られないどころか、
むしろ「圧縮した」情報が付加された分、増えるからです。

http://www.google.co.jp/search?hl=ja&q=%E5%9C%A7 …