Proceso que asigna una fuente de información estocástica a una secuencia de símbolos de código para reducir el número medio de bits necesarios para representar la fuente mediante la identificación y eliminación de redundancia estadística o estructural en la fuente; incluye mapeos sin pérdida y con pérdida y se especifica respecto a un modelo de la fuente, un criterio de distorsión (si procede) y restricciones de implementación.

Principio

El coste de representación puede reducirse en la medida en que la fuente exhiba estructura predecible; la longitud media óptima de descripción tiene un límite inferior dado por la entropía de la fuente (para codificación sin pérdida) o por las fronteras tasa–distorsión (para codificación con pérdida).

Demostración

Situación: Un sensor produce mayoritariamente lecturas repetidas del mismo valor. Reconocimiento: la distribución de salida está fuertemente sesgada. Acción: diseñar un código de longitud variable o un esquema transformada‑más‑cuantización que asigne códigos cortos a los valores frecuentes (o que sparsifique y cuantifique las componentes dominantes). Consecuencia: menos bits por lectura en promedio; en la codificación con pérdida se intercambia fidelidad por tasa según el criterio de distorsión elegido.

Aplicación incorrecta

Tratar la codificación de fuente como un método para corregir errores de canal (confundir compresión con corrección de errores). El error semántico es confundir la reducción representativa (eliminación de redundancia) con la adición de redundancia para fiabilidad; persiguen fines operativos opuestos.

Consecuencia

Aplicada correctamente, la codificación de fuente reduce el uso de recursos de almacenamiento y transmisión, pero puede aumentar el coste computacional, la latencia y la sensibilidad al desajuste del modelo de la fuente; en la modalidad con pérdida, también modifica la fidelidad de la señal según la métrica de distorsión.

Inversión

Si las estadísticas de la fuente son desconocidas, no estacionarias o están disponibles solo de forma puntual, los esquemas universales u online pueden rendir mucho peor que las técnicas basadas en modelos; asimismo, si la transmisión se realiza sobre un canal ruidoso sin protección adecuada, las ganancias de compresión pueden incrementar la tasa de errores efectiva y requerir un diseño conjunto fuente–canal.

Límite

Claramente dentro: compresión sin pérdida tipo Huffman o Lempel–Ziv aplicada a una fuente discreta modelada. Caso límite: codificación por transformada (p. ej. transformada por bloques + cuantización) donde la elección de la transformada y la cuantización interactúan con el posterior codificado entrópico. Claramente fuera: codificación de canal y modulación, cuyo objetivo es la fiabilidad y la adaptación al medio físico más que la minimización representacional.

Tensión semántica

Eficiencia de compresión ↔ complejidad computacional y latencia; para codificación con pérdida: tasa (rate) ↔ fidelidad (distorsión).

Síntesis

La codificación de fuente convierte la estructura predecible de la fuente en una representación de menor tamaño; su utilidad práctica depende de la alineación entre el modelo de la fuente, los criterios de distorsión y las restricciones del sistema.