可逆圧縮

可逆圧縮は、画像データを何も捨てずにファイルサイズを減らす方法です。展開後の画像は、すべてのピクセルが元と同じです。

可逆圧縮の仕組み

可逆圧縮は、情報を取り除かず、画像データ内の重複を見つけて効率よく記録します。圧縮ファイルを展開すると、元のピクセル値をすべて正確に復元できます。

具体的な方法は形式によって異なりますが、原則は同じです。たとえば、幅1,200ピクセルにわたって同じ青色のツールバーが続くスクリーンショットを考えます。同じ青の値を1,200回保存する代わりに、「この青を1,200回繰り返す」という情報を記録します。このランレングス符号化は、単純な可逆圧縮の1つです。

PNGが使うDEFLATEのような高度なアルゴリズムは、複数の手法を組み合わせます。繰り返すパターンを探し、よく現れる並びの辞書を作り、頻度の高い値を少ないビットで記録します。元画像を完全に再構成できる情報を保ちながら、生のピクセルデータより少ない保存領域で済みます。

効果は画像の内容によって大きく変わります。単色のUI、べた塗りの背景、繰り返し模様を含むスクリーンショットは圧縮しやすく、生データの10〜20%になる場合もあります。複雑な質感と細かな色の変化を持つ写真は圧縮しにくく、生データの50〜70%程度にとどまることもあります。このため、スクリーンショットはPNGできれいに扱え、写真には非可逆形式が適しています。

可逆形式：PNG、可逆WebP、TIFF

可逆圧縮に対応する画像形式には、それぞれ異なる特徴があります。

• PNG： Webと画面表示で最も広く使われる可逆形式です。透過に対応し、スクリーンショットや図を効率よく圧縮できます。プラットフォームやブラウザを問わず、幅広く利用できます
• 可逆WebP： Googleが開発した形式で、同じ画質ならPNGより20〜30%小さくなるのが一般的です。ブラウザで広く対応していますが、デスクトップアプリでの互換性はPNGほど一様ではありません
• TIFF： 出版、スキャン、業務用の写真で使われる柔軟な形式です。LZW可逆圧縮など複数の圧縮方式に対応します。ファイルが大きく、Web対応も限られるため、画面向けのコンテンツには適しません
• 可逆AVIF： 比較的新しく、競争力のある圧縮効率を持つ選択肢です。エンコードが遅く、対応プラットフォームも限られるため、現在の可逆ワークフローでは用途を選びます

スクリーンショットでは、画質、互換性、実用的なファイルサイズを兼ね備えたPNGが標準です。可逆WebPを選べる撮影ツールなら、画質を変えずに保存容量を減らせる場合があります。

実際の制作工程では、可逆形式を保管用に使い、配信用には用途に応じて別の形式を使うことがあります。将来の編集に備えてピクセルを正確に保つマスターを残し、掲載先が画質低下を許容できると分かっている場合だけ、小さい画像を生成します。

可逆圧縮と非可逆圧縮

どちらを使うかは、完全な忠実度と最小限のファイルサイズのどちらを重視するかで決まります。

可逆圧縮なら、データを失わないことを保証できます。文字を読みやすく保つ必要がある画像、あとで編集する画像、保存のたびに画質を落としたくない画像、正確さが重要な証拠やドキュメントで役立ちます。

非可逆圧縮は、選択的にデータを捨てます。SNSやWebページへ載せる写真なら、中程度の圧縮による差を多くの人が見分けられない場合があります。可逆形式と比べて80〜90%小さくなることもあり、こうした用途では現実的な選択肢です。

元画像の撮影と保管には可逆形式を使い、配布用に非可逆版を書き出す方法も一般的です。元画像を保ちつつ、配信を効率化できます。撮影・処理ツールによっては、可逆マスターの保存と小さい派生画像の生成を1回で行えます。

よくある失敗

• Web上の写真を可逆圧縮だけで配信する： 可逆写真は、画面上では見分けられない程度の非可逆版より5〜10倍大きくなる場合があります。ピクセルの正確さが必要な内容に可逆形式を使ってください
• 非可逆画像を可逆形式で保存し直して画質を「戻す」： JPGをPNGで保存しても、JPG圧縮で失われたデータは戻りません。PNGのファイルだけが大きくなり、画質は改善しません。必ず元画像から処理します
• スクリーンショットに可逆形式を使わない： 文字やUI要素を含む画像は、可逆圧縮の利点が大きい内容です。非可逆形式では鋭い輪郭にノイズが入り、文字を読みにくくする可能性があります
• 可逆は無圧縮だと思う： 可逆ファイルも圧縮されており、生のピクセルデータより小さくなります。「可逆」は圧縮していないという意味ではなく、画質を失わないという意味です