画像の種類

最近は、デジタルカメラの普及により、多くの人がデジタル画像をさわる機会が多くなりました。 デジタルカメラは、その場で撮った画像を確認することができるし、再度取り直しができたりしまし、加工や 保存が楽ですから、銀塩カメラ(要するに普通のカメラ)とは違って世の中へのどんどん普及していくのでしょ う。 携帯電話にもデジタルカメラ機能はついていますので、デジタル画像はもはや一般的になっています。 デジタル画像には、いろいろ種類があります。 JPG(JEPG)やBMP、GIFなど、それぞれ特徴があります。 なんでこんなに種類があるのかというと、デジタル画像は保存するための容量がたくさん必要です。 昔フロッピーディスクが全盛だった頃、またインターネットが現在のように速くなく電話回線を使用していた 時には、容量が大きいデータ(デジタル画像など)をメール等で送る時にとても時間がかかったのです。 そのため画像の容量を小さくするために、「圧縮」という技術が考えられました。 その圧縮機能のついたデジタル画像の種類に JPG　　GIF　　PNG 等があります(ほんとはもっとたくさんあります)。 デジタルカメラで利用されているJPGという画像形式は、画像が圧縮された形式というわけです。 画像の種類
BMP(ビットマップ)	Windowsが標準でサポートしている画像形式。白黒(2値)の画像からフルカラー(1677万7216色)までの色数を指定できる。基本的には無圧縮で画像を保存するが、16色と256色の形式では、圧縮するオプションが選択できる。
GIF(ギフ・ジフ)	アメリカのパソコン通信ネットワークCompuServeで画像交換用に開発された画像形式。JPEGと共にインターネットで標準的に使われる画像形式である。256色までの画像を保存することができ、JPEGが苦手なイラストやアイコンなどの保存に向いている。動画を保存できるアニメーションGIF や、透明色を指定して背景イメージと重ね合わせることができるトランスペアレントGIF、全体をダウンロードしなくてもイメージの確認がでいるインターレースGIFなどの拡張仕様がある。圧縮に使われているLZWというアルゴリズムはUnisys社が特許を持っているため、GIFに対応したソフトウェアを販売／配布するにはUnisys社にライセンス料を払う必要がある。これを嫌って、PNGというライセンスフリーの画像フォーマットを策定する動きがある。
JPG・JPEG(ジェィペグ)	静止画像データの圧縮方式の一つ。ISOにより設置された専門家組織の名称がそのまま使われている。圧縮の際に、若干の画質劣化を許容する(一部のデータを切り捨てる)方式と、まったく劣化のない方式を選ぶことができ、許容する場合はどの程度劣化させるかを指定することができる。方式によりばらつきはあるが、圧縮率はおおむね1/10〜1/100程度。写真などの自然画の圧縮には効果的だが、コンピュータグラフィックスには向かない。
TIFF(ティフ)	Aldus社とMicrosoft社によって開発された画像データのフォーマット。1枚の画像データを、解像度や色数、符号化方式の異なるいろいろな形式で一つのファイルにまとめて格納できるため、比較的アプリケーションソフトに依存しない画像フォーマット。
PCX(ピーシーエックス)	Ｚｓｏｆｔ社のペイントブラシというソフトで使用されるビットマップのファイル形式。
PNG(ピング)	IFに変わるものとして、最近使用されている画像圧縮形式。 PNG は、WWW の標準化を行なう団体 W3C で作られた国際標準で、しかも ISO 標準規格としての審議も行なわれている(ISO/IEC 15948)。PNG は世界の標準。

画像形式は、まだまだたくさんありますが、internetで使用される画像形式として、

* jpg(jpeg)
* gif
* png

等が主流となっていて、それぞれ、画像を圧縮させて保存することが出来ます。

そのうち、gifについては、ライセンス等あまりおもしろくない話があるので説明は省きますが、GIFはPNGと同じものととらえていいでしょう。
GIFについてのライセンス云々という話は、PNG 普及プロジェクト JAPANを参照してください。

その頃「パソコン通信」をするためには、パソコンにモデムを通して電話をかけるというものです。
通信料金は、「定額制」というものはなく、「従量制」つまり使ったら使った分の電話代がかかるというものでした。

それじゃ時間もかかるし、電話代も高い。「やってられんわいな」と頭のいい人が考えたのが圧縮というもの。
データを圧縮しデータサイズを小さくして、通信すれば、時間もかからんし、電話代もかからん・・・・・。最初は文書等のテキスト等を圧縮して通信してましたが、じゃ画像も圧縮しちゃえって画像の圧縮が始まったわけです。それで、まっ、ほらアダルトな画像ってのが、パソコン通信で流されるようになったわけです。

現在は光回線とかADSLとかの時代になりましたから、前よりはデータ通信に時間がかからなくなりましたが、それでも圧縮技術というのは、画像だけでなく、今度は音楽やビデオなどもインターネットで流される時代となりましたから、圧縮技術というのはまだまだ必要なことになります。

ちなみにビデオを一分保存するのに、１０メガ位(約フロッピー10枚分)、音楽データは1分保存するのに、約1メガ(フロッピー1枚分)必要なようです。

画像の圧縮

windowsの標準の画像形式はBMPと呼ばれていますが、基本的にはBMPという画像形式、圧縮してない形式なんです。
画像のサイズの基準としては、一番比較し易いので、BMPを基準にして話を進めていきます。

最近デジカメの普及が著しいですが、デジカメの保存形式にはjpgが採用されています。
どのくらいのサイズで保存されているかというと、うちにあるデジカメの場合、

　　jpgで保存サイズ　約600KB (フロッピーの約半分の大きさ)の場合

これをwindows標準のBMPで保存すると、圧縮がかかっていませんから

　　bmpでの保存サイズ　約5,600KB(フロッピーの約5枚分)

圧縮されることによって、約1/10位のデータサイズで保存されることになります。

パソコンの単位

パソコンのデータサイズを表現する言葉で、よくバイトって言葉が出てきます。
これはデータの容量の単位のことです。

フロッピーディスク1枚の容量(サイズ)を1メガバイト(MB)で表現されますが、正確には フロッピーディスクの容量は、1.2メガバイト(MB)と1.4メガバイト(MB)の二種類があります。

1ギガバイト(GB)=1,000メガバイト(MB)

1メガバイト(MB)=1,000キロバイト(KB)

1000キロバイト(KB))=1,000,000バイト(B)

パソコンのデジタルの機械ですから、二進法で単位が表現されます。
デジタルの単位の1,000は、正確に表現すると、1,024となりますが、計算が大変なので、1,000で表しています。

パソコンの単位の話をもう少し

画像の解像度について

(A) BMP形式で保存 120キロバイト	(B) JPG形式で保存 29キロバイト	(C) GIF形式で保存 5キロバイト

上の画像を見てください。みな同じものを画像にしています。まったく同じく見えます。
しかし、保存形式が違うことに注目してください。

(A)は、BMP形式で保存されている画像で、ファイルの大きさが120キロバイト(圧縮されていません)
(B)は、JPG形式で保存されている画像で、ファイルの大きさが29キロバイト(中程度の圧縮です)
(C)は、GIF形式で保存されている画像で、ファイルの大きさが5キロバイト(色数は121色です)

BMPは、無圧縮の保存形式ですが、JPG・GIF形式は画像を圧縮してファイル保存するので、保存に必要な容量が違ってくるのです。

JPG画像をいろいろな圧縮率で保存すると・・・

(A) JPG低圧縮で保存 57キロバイト	(B) JPG中圧縮で保存 29キロバイト	(C)JPG高圧縮で保存 25キロバイト

上の画像は、同じ画像データをJPG形式で、圧縮率を変えて保存しています。

左の画像が低圧縮、右側の画像が高圧縮で保存した画像です。
左の画像と右の画像を見比べてください。右側の画像が少しボケているのがわかりますか。
JPG形式は、圧縮率を高くすると、全体的にぼけた画像になるのです。

GIF画像をいろいろな圧縮率で保存すると・・・

(A) GIF 121色で保存 5キロバイト	(B)GIF64色で保存 5キロバイト	(C)GIF6色で保存 4キロバイト

上の画像は、同じ画像データをGIF形式で、圧縮を変えて保存しています。
GIFの圧縮方法は、画像内で使用する色の数を少なくすることによって、圧縮する方法をとっています。

色数が121色で保存した左側の画像と色数が6色で保存した右側の画像と比較すると、右側の画像の色が少ないことがわかります。