דחיסת תמונה פירושה הקטנת מספר הסיביות של קובץ גרפי ללא פגיעה באיכות התמונה, עד לדרגה מסוימת. הקטנת גודל הקובץ הגרפי מאפשרת אחסון של מספר רב יותר של תמונות בשטח דיסק נתון. דחיסה מצמצמת את משך הזמן הדרוש להעביר תמונה באינטרנט או להוריד תמונה מהרשת.
הצורך בדחיסת תמונה נובע ממספר רב של נתונים המצויים בייצוג דיגיטלי. לייצוג תמונת צבע בגודל של 512 * 512 פיקסל ועם 8 סיביות עבור כל צבע יסוד, לכל פיקסל דרושות 512 * 512 * 8 * 3 = 6Mbit (שליש מזה לתמונה לא צבעונית). עבור רצף של תמונות הנשלחות בקצב שידור טלוויזיוני - 25 תמונות לכל שנייה - קצב שליחת הנתונים המתקבל הוא 25 * 6 * 6^10 = 150Mbit/sec. לעומת זאת, בערוץ טלוויזיה רגיל רוחב הפס הוא כ-6MHz. המצב חמור בהרבה יותר אם רוצים להעביר תמונה בקו טלפון, שרוחב הפס שלו הוא כמה עשרות khz, לכל היותר.
לכן, כדי לשדר ולשמור תמונה דיגיטלית יש למצוא דרכים להקטין את מספר הסיביות בתמונה, לדחוס אותה ובכך להקטין את הקצב הנחוץ לשידורה, ולהקטין את כמות הזיכרון הדרוש לשמירתה.

מאפיינים בסיסיים של דחיסה

דחיסה חסרת הפסדים ודחיסה הפסדית

דחיסה חסרת הפסדים (או משמרת) מאפשרת שיחזור מדויק של התמונה המקורית מן התמונה הדחוסה, כלומר בלא כל שגיאה. דחיסה זו משמשת בעיקר לצורך חיסכון בזיכרון, כאשר המטרה היא לייצג את התמונה בזיכרון בדרך חסכונית, ועם זאת לאפשר, בעת הצורך, גישה למקור. בדחיסה זו משתמשים בעיקר לדחיסת חומר טקסטואלי.
דחיסה הפסדית אינה מאפשרת שיחזור מדויק של התמונה המקורית מן התמונה הדחוסה. מידת השגיאה המותרת תלויה בשימוש שעושים בתמונה הפרוסה. בשידור טלוויזיה, די אם התמונה הפרוסה תראה לצופה כמו זו המקורית, גם אם למעשה היא שונה ממנה.
ברור, כי המגבלה שמטילה הדחיסה חסרת ההפסדים, הדרושה לפריסה מדויקת, משפיעה בהכרח על מידת הדחיסה האפשרית, וצפוי, כי בדחיסה הפסדית ניתן יהיה להגיע לחסכון רב יותר בדחיסה.

יחס הדחיסה הוא היחס שבין מספר הסיביות בתמונה המקורית לבין מספר הסיביות בתמונה הדחוסה. יחס הדחיסה שניתן לקבל תלוי תלות חזקה בתכולת התמונה. באופן מעשי, בדחיסה חסרת הפסדים של תמונות טלוויזיה, יחסי הדחיסה שמושגים אינם גבוהים; הם מגיעים עד ליחס של 2:1, כלומר, התמונה הדחוסה כוללת מחצית ממספר הסיביות שבתמונה המקורית.

בדחיסה הפסדית, כאשר המגבלה המחמירה של פריסה נטולת שגיאות אינה קיימת, יחסי הדחיסה שמשיגים משתנים בהתאם למידת השגיאה המותרת. יחסי דחיסה אופייניים בדחיסה הפסדית לתמונה בודדת נעים בין 7:1 ל-100:1. עד ליחס של 30:1 לערך, התמונה הפרוסה היא באיכות סבירה. ביחס של 100:1 התמונה המתקבלת בשיטה המקובלת כיום היא באיכות ירודה מאד, וניתן רק לקבל מושג כללי על תכולתה. כיום מפותחות שיטות מתקדמות שמאפשרות לדחוס תמונה ביחס של 100:1 עם פגיעה מינימלית באיכותה.

לגבי רצף של תמונות טלוויזיה, ניתן לקבל יחסי דחיסה גבוהים יותר (עבור איכות סבירה של תמונה) - אך יש לזכור שגם כמות המידע הגולמי גדולה בהרבה.

מקובל לתאר את מידת הדחיסה גם באמצעות מספר הסיביות שנדרשות לייצוג נקודה בתמונה הדחוסה. למשל, בעוד שבתמונה המקורית נדרשות בד"כ 8 סיביות לנקודה (לא צבעונית), הרי לאחר דחיסה ניתן לקבל תמונה עם ¼ סיבית לנקודה, שעדיין תראה סבירה. יחס הדחיסה במקרה זה הוא 32:1.

המדד לאיכות התמונה הפרוסה לאחר דחיסה ופריסה יכול להיות אובייקטיבי או סובייקטיבי. מדד אובייקטיבי מקובל מסכם את השגיאה, כלומר את ההפרש בין ערך הנקודה בתמונה הפרוסה לבין ערכה בתמונה המקורית, על פני כל נקודות התמונה.
כאשר התמונה הפרוסה מיועדת לצפייה, כמו בשידור טלוויזיה, מקובל להשתמש במדד סובייקטיבי, המבוסס על הצגת התמונה המקורית והפרוסה בפני צופים לצורך שיפוט.
שני סוגי המדדים הם לאו דווקא תואמים; ישנן תמונות משוחזרות, שהן זהות מבחינת סכום השגיאות ביחס לתמונת המקור, אך הן שונות במידה רבה בטיבן החזותי, ולהפך.

תהליכי הדחיסה המקובלים כיום הם בעלי חישובים רבים: ככל שיחס הדחיסה ואיכותה גבוהים יותר, כך גם גדולה כמות הפעולות המתמטיות הנדרשות, ובהתאם - גדלים זמן החישוב הדרוש והמורכבות של החומרה והתכנה הדרושות למימוש הדחיסה (והפריסה). העובדות האלה היוו מגבלות עיקריות במעבר לשימוש מעשי בדחיסה.

באופן כללי, ניתן להבחין בין יישומי דחיסה המתבצעים בזמן אמת, ובין יישומים שאינם מוגבלים בזמן. הסוג הראשון כולל בעיקר דחיסה של רצף תמונות וידאו וטלוויזיה, שקצב הופעתן הוא 30Hz - 25Hz. בהתאם, זמן הדחיסה של כל תמונה חייב להיות קצר מזמן המסגרת, שהוא 40ms - 30ms בלבד. מגבלת הזמן הקריטית הזו גורמת להגבלת יחס הדחיסה וטיב הדחיסה שניתן לקבל מצד אחד, ומצד שני - מחייבת שימוש בהתקני חישוב ייעודיים למטרה זו. אלה הם מעגלים משולבים, שתפקידם היחיד (בניגוד למעבד זעיר טיפוסי) הוא לבצע ביעילות את אלגוריתם הדחיסה שלו תוכננו.

ביישומי דחיסה, שאינם מוגבלים בזמן, ניתן להשתמש בשיטת דחיסה "כבדה" יותר (כלומר, עם מספר רב יותר של פעולות מתמטיות) ולבצע את הדחיסה על מחשב, כלומר ללא התקני חומרה ייעודיים למטרה זו. במקרים אלה, ניתן להשיג דחיסה יעילה וטובה יותר, אך כאמור, הזמן הנדרש לכך ארוך יחסית (דחיסת תמונה בודדת עלולה להימשך דקות רבות).