非可逆圧縮

非可逆圧縮は、人の目では気付きにくい画像データを完全に捨て、ファイルサイズを小さくする方法です。容量と引き換えに、見た目の品質の一部を失います。

非可逆圧縮の仕組み

非可逆圧縮は、人の視覚の特性を利用します。人の目は色より明るさの変化に敏感で、高周波の細部より低周波の大きな模様へ気付きやすく、複雑な質感の小さな違いを判別しにくい傾向があります。非可逆アルゴリズムは、こうした特性を使い、見た目への影響が小さいデータを取り除きます。

最も一般的な非可逆形式であるJPGは、画像を8×8ピクセルのブロックに分け、数学的な変換（DCT）で各ブロックを周波数成分へ変えます。そのあと、細かな模様を表す高周波成分を捨てます。品質設定で、取り除く強さを調整します。高品質では気付きにくいデータだけを除きます。低品質では多くを除くためファイルは小さくなりますが、劣化が見えるようになります。

WebPやAVIFなど現在の非可逆形式では、大きさの異なるブロック、精度の高い予測、進んだエントロピー符号化などを使います。同じように見える画質なら、JPGより小さいファイルを作れます。原則は変わらず、見る人が気付きにくい情報を選んで捨てます。

非可逆圧縮は元に戻せないことを理解しておく必要があります。捨てたデータは完全に失われます。非可逆ファイルを高い品質で保存し直しても、失われた情報は戻りません。すでに劣化したデータへ、弱い追加圧縮をかけるだけです。

非可逆形式：JPG、非可逆WebP、AVIF

各形式は、同じ原則を異なる方法で実装します。

• JPG： 最も古く、広く対応する非可逆形式です。8×8のブロック構造により、品質を下げると、特に鋭い輪郭や文字の周囲にブロック模様が見えます。互換性は高いものの、圧縮方式としては古くなっています
• 非可逆WebP： 同等の画質なら、JPGよりおよそ25〜35%小さくなります。JPGより輪郭や文字を扱いやすく、JPGにはない透過にも対応します。現在の主要ブラウザで利用できます
• AVIF： 現在利用できる非可逆形式の中でも圧縮効率が高く、JPGよりおよそ50%小さくなる場合があります。グラデーションや複雑な質感の処理に優れます。エンコードは遅く、対応プラットフォームは広がっている途中です

複数の掲載先へ画像を書き出す場合は、出力時に形式を選べるツールを使うと、各掲載先の互換性に合う非可逆形式を選べます。

編集の間は可逆形式の元画像を保ち、最終的な掲載先向けに非可逆の派生画像を1回だけ書き出す方法が実用的です。非可逆圧縮による通信量の削減を得ながら、何度も圧縮して画質を落とすのを避けられます。

非可逆圧縮と可逆圧縮

内容と用途に合わせて選びます。

ファイルサイズを優先し、写真や視覚要素の多い内容を扱う場合は非可逆圧縮が適しています。SNSへ共有する写真、Webページの商品画像、プレゼンテーションの背景画像などは、見た目への影響を小さく抑えながら大幅に小さくできます。

画像内の情報を正確に保つ必要がある場合は、可逆圧縮が欠かせません。文字を読ませるスクリーンショット、正確な寸法を持つ技術図、医療画像、法的な証拠、あとで編集する内容には可逆形式を使います。用途や組織固有の保存要件も確認してください。

非可逆圧縮と最も相性が悪いのは、文字の多いスクリーンショットです。文字の鋭い輪郭は、非可逆アルゴリズムが強く捨てる高周波の細部に当たります。文字がぼやけ、波状またはブロック状のノイズが付き、読みにくくなる場合があります。多くの撮影ツールがJPGではなくPNGを標準にする理由です。

実務では、可逆形式で撮影して必要な編集を行い、最終配布の段階だけで非可逆版を書き出します。非可逆保存を繰り返すことによる画質低下を防げます。

よくある失敗

• 文字の多いスクリーンショットに非可逆圧縮を使う： 文字は圧縮ノイズの影響を強く受けます。読みやすさが重要なら、PNGや可逆WebPなどの可逆形式を使います
• 非可逆形式で何度も保存する： 保存するたびに新しい圧縮がかかり、少しずつ画質が落ちます。可逆形式の元画像から編集し、非可逆保存は最後に1回だけ行います
• 容量を減らすため品質を下げすぎる： 70%未満では、多くの画像でノイズがはっきり見えます。50%と80%のファイルサイズ差が、見た目の大きな劣化に見合わないこともあります
• 品質を高くしすぎる： 90〜95%を超えると、見た目がほとんど変わらないままファイルサイズが急に増える場合があります。可逆画像と見分けにくく、かつ意味のある容量削減が得られる設定を探してください