画像圧縮解説：非可逆と可逆の違いとそれぞれの使いどころ

非可逆圧縮は情報を捨てて容量を減らし、可逆圧縮は復号ピクセルを効率よく表現して復元します。節約幅は原本、エンコーダー、設定、前処理に依存します。一方だけを持つ形式と両方を持つ形式があります。

ピクセルに何が起きるか：根本的な違い

夕焼け写真には何百万ものピクセルがあり、隣接する多くがほぼ同じオレンジ色です。圧縮はこの冗長性を異なる方法で利用します。

可逆圧縮は符号化ピクセルのパターンを見つけ、「オレンジ×4」のように短く表現します。復号で値を戻せます。メタデータ、プロファイル、深度、向き、構造は別で変わり得ます。PNGと可逆WebPは可逆ピクセル符号化を提供します。

非可逆圧縮は情報を変換・予測し、表現の一部を量子化します。グラデーション、質感、色、輪郭が変わり、捨てた情報は戻りません。JPEG、非可逆WebP、非可逆AVIFは異なる手法を使います。

どちらも常に優れているわけではありません。異なる問題を解き、良い工程は内容に応じて両方を使います。

非可逆圧縮の仕組み

ベースラインJPEGは非可逆工程の具体例です。

1. 色空間変換 — 一般的なエンコーダーはRGBを輝度・色差表現へ変えます。行列、範囲、色管理が結果に影響します。
2. 任意の色差サブサンプリング — 色を輝度より低い空間解像度で保存する場合があります。見え方は内容、方式、画面、観察者に依存し、文字や飽和輪郭で目立ちます。
3. ブロック変換 — ベースラインJPEGは8×8ブロックに離散コサイン変換を使います。WebPとAVIFの構造は異なり、この説明をそのまま適用できません。
4. 量子化 — 変換値の精度を下げます。品質操作は複数の判断に影響し、標準化された物理尺度ではありません。
5. エントロピー符号化 — 残りを可逆圧縮します。

同じ品質値でもエンコーダーごとに結果が異なり、圧縮済みの原本は未圧縮マスターほど縮まない場合があります。代表ファイルを書き出し、用途内で容量と欠点を比較します。

可逆圧縮の仕組み

可逆符号化はピクセルを捨てずに記述しますが、周囲のツールが符号化前に画像を変換する場合があります。

• フィルターと予測 — 近傍から各ピクセルを予測し差分を保存します。滑らかな領域は差が小さくなります。
• 辞書符号化――繰り返しパターンを一度だけ保存し、短いポインタで参照します。ZIP圧縮と似た仕組みです。
• エントロピー符号化 — 頻出値を短い二進表現にします。

節約幅は内容に強く依存します。反復する平坦領域と予測可能な輪郭は縮みやすく、ノイズや複雑な質感は縮みにくいものです。そのため図には可逆、写真配信には慎重に選んだ非可逆出力がよく使われます。

例示結果：原本が重要

最後の行はよくある誤解です。JPEGをPNGにしても細部は戻らず、ファイルが大きくなりがちです。結果は内容とエンコーダー次第で、表は固定ベンチマークではなく検証する傾向です。

形式別の圧縮タイプ一覧

WebPとAVIFは両モードを含みますが、ツールは一方だけを提供する場合があります。実際の能力、内容、受信側対応、検証済み出力で選びます。WebPとAVIFの比較も参照してください。

実践ガイド：どちらを使うべきか

非可逆圧縮が向いているケース

• 写真・風景・ポートレート・商品画像などの自然な画像
• Webサイトのメインバナーと背景
• SNS用画像やサムネイル
• 全ピクセル保持より小容量が重要な配信画像

品質75〜85付近は多くのエンコーダーの開始範囲であり、保証や共通尺度ではありません。JPEG圧縮またはWebP圧縮で試し、表示寸法と高い倍率で確認して原本を残します。

可逆圧縮が向いているケース

• 非可逆で文字がぼけ得る画面画像
• ロゴやブランド素材（正確な色再現が必要）
• 技術的な図表やイラスト
• 対応エンコーダーでアルファとピクセル保持の両方が必要な画像
• 工程、精度、メタデータ、保存方針が定義されたラスター原本

PNG圧縮は選択画像を復号し、可逆PNGピクセルとして再符号化します。ラスター保持を意図しますが、メタデータ、プロファイル、補助チャンク、完全透過下のRGBを変える場合があるため必要なら確認します。

よくある質問