Die verlustbehaftete Kompression orientiert sich an der Wahrnehmungsfähigkeit des Betrachters oder des Zuhörers. So können aufgrund der menschlichen Gehirntätigkeit und der Auflösungsmöglichkeit von Farben, Formen und Tönen bei Grafiken, Audios oder Videos Informationen verändert oder entfernt werden, ohne dass sich die Wahrnehmung wesentlich ändert und der subjektive Eindruck verschlechtert. Daher hat die verlustbehaftete Kompression wesentlich höhere Kompressionsraten als die verlustfreie Kompression.

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Bei der Dekompression einer verlustbehafteten Kompressionsdatei kann nicht mehr das exakte Originalbild regeneriert werden. Die Abweichungen hängen vom Kompressionsgrad und vom gewählten Kompressionsverfahren ab. Das bekannteste verlustbehaftete Kompressionsverfahren für Bilder, Fotos und Grafiken ist JPEG.