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【圧縮】最も容量が小さくなる画像形式は何か - 画像形式それぞれの長所・短所 -
前回の続き。

代表的な画像形式の特徴をまとめる。

まずはBMP。
■ 読み方
ビットマップ(通称)
■ 長所
・最高画質
・データ構造がシンプル(多くのビューアが読み書きに対応している)
■ 短所
・無圧縮のため、データサイズが大きい。
・透過色を設定できない
■ 特徴
無圧縮のため、縦横の大きさが同じであれば容量も同じになる。
調べてみるとどうも圧縮とかなんか色々できるらしいが、一般的じゃないと思う。
発祥元のWindowsの「ペイント」で保存できる形式が色深度ぐらいしか選べなかった記憶。

続いてJPG。
■ 読み方
ジェイペグ。JPEGとも書く。
■ 長所
・圧縮率の選択が可能(画質が選択できる)
・複数の色空間に対応
■ 短所
・基本的には非可逆圧縮が利用され、画質が劣化する
・赤を多く含む画像が苦手(劣化が目立つ)
・透過色を設定できない
■ 特徴
可逆圧縮もできるが、対応しているソフトが少ない(特許の制約)
高圧縮にするほどブロックノイズが発生する。
画像の内容問わず、一定の圧縮率が期待できる。
Webで多く使われている。
派生フォーマットがいくつかある。

次にGIF
■ 読み方
ジフ
■ 長所
・アニメーションに対応している
■ 短所
・一つの画像に使用できる色の数が少ない(256色)
・大きい画像が苦手(色の制約のため)
・グラデーションが苦手(色の制約のため)
・メタ情報が埋め込めない
■ 特徴
画像で使われる色をパレット情報として持つ(インデックスカラー)
そのため、256色を上限とする色数の制限がある。
しかし、この制限内で表現可能な画像であれば
画質が良い、ファイルサイズの小さいデータを作成できることが多い。

最後にPNG
■ 読み方
ピング
■ 長所
・透過色とアルファチャンネルを設定できる
・ガンマ補正値を設定できる
・様々な保存方法に対応(可逆圧縮、非可逆圧縮、インデックスカラー形式)
・トゥルーカラーに対応(色深度48bit)
■ 短所
・圧縮率を上げるには計算量を増やす必要がある(保存に時間がかかる)
・様々圧縮方法が用意されているため、最適な圧縮方法を選択するのが難しい
■ 特徴
古いブラウザだと対応していないものもある。
JPGとGIFの両方の特徴を持ったような画像形式。
GIFと同様インデックスカラー形式にも対応しているので
理想的な圧縮を行えばGIFよりPNGの方がファイルサイズが小さくなるはずです。
アニメーション対応をしているAPNGなるものも存在するがマイナー。

表にまとめるとこんな感じ。

画像形式の特徴
BMPJPGGIFPNG
色深度※11,4,8,16,24,32bit24bit※21,2,4,8bit1,2,4,8,16,32,48,64bit
透過※3×1bit1〜16bit
アニメーション×※4※5
メタデータ××
色深度とは表現できる色の多さを表す言葉。
1bitなら0と1を白と黒として表現するモノクロ画像だということ。

一般的に以下のように言われます。
1bit モノクロ
24bit フルカラー
48bit トゥルーカラー

パソコンの場合、色は光の三原色で表現されることが多く、赤(Red)、緑(Green)、青(Blue)の頭文字をとって、RGBカラー(RGB色空間)と言われます。
R,G,Bそれぞれに1byte割り当てた場合、3つで3byte=24bitの色深度と表現されます。
1byte = 8bit なのでR,G,Bそれぞれが0〜255の値で色の強さが数値化されることになります。
例えば、255,0,0であれば真っ赤、0,255,0であれば真緑となります。HTMLだと16進数で表記されるので真っ赤であれば、#FF0000と書かれたりします。人によってはこちらの方が馴染みがあるかもしれません。
32bitはフルカラーのデータに透明度を持たせたものです。透明度(Alpha)の情報1byte分が増えているわけです。
色深度はデータサイズに大きく関わっています。
BMPのファイルで横256px、縦100px、色深度24bitのデータを考えた場合、BMPは無圧縮なのでデータサイズは以下のように計算できます。

256×100×24bit = 614400bit

8bitが1byteなのでファイルサイズは 7680byte = 75Kbyte となります。
実際は画像の大きさや色深度といったヘッダ情報がなどが付くのでファイルのサイズはこれよりやや大きくなります。

※1 : 仕様にはそう書いてある。一般的には24bitで考えていいと思われる。
※2 : パレットの色深度が8bit。パレットに選択可能な色自体は24bit。
※3 : 仕様にはそう書いてある。一般的には不可能。
※4:いわゆるガラケーで使えた動画がJPGの拡張だったとか言う話。一般的ではない。
※5 : 先述したAPNGで可能。一般的ではない。FireFoxとかで見れる。

次回は画像形式の選び方について考えてみる。


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by manodeldio | 2014-07-27 18:47 | コンピュータ関係


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