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第3章 インターネットで使用される代表的な画像フォーマット

 この章では、インターネットで使用される代表的な画像フォーマットを紹介します。ちなみに、現在では、前節のように画像を分類し、イラスト系では「GIF」が、写真系では「JPEG」が主に使われます。

  イラスト系 : GIF, PNG
  写真系 : JPEG, JPEG2000

それでは簡単にそれぞれのフォーマットについて順に紹介していきます。

 このページの目次

3.1節 GIF
3.2節 PNG
3.3節 JPEG
3.4節 JPEG2000
3.5節 終わりに

 3.1節 GIF (拡張子は.GIF)

 米国大手BBSのCompuServeが開発した標準画像フォーマットで、インターネットの世界でもっともポピュラーな画像形式です。 正式名は、CompuServe Graphics Interchange File ですが、一般的にはGIF(ジフまたはギフ)と呼ばれています。



図.7: GIF画像

 256色までしかサポートしていませんが、可逆圧縮を行って、ファイル容量を抑える工夫がされています。この画像フォーマットは、あくまでも画質重視ではなく、ネットワーク用に開発されたもので、色数の制限と圧縮によりファイル容量を抑え、電話回線での転送時間を短くすることを重視しています。そのため、GIF形式画像は、ホームページに掲載される画像として、標準的に用いられていることが多いと言えます。

 また、背景色を指定して、指定した背景色を透過できる透過機能を搭載しています。 さらに、GIF形式画像の全体をぼんやりした状態で表示し、だんだん細部がはっきりして全体の表示を終了するインターレース機能もあります。

『特徴』

 ◆ 256色までのカラー、CMYKモードなし。
 ◆ 可逆圧縮により 比較的ファイル容量を小さくできる。
 ◆ ホームページに掲載する文字とイラストに最適
 ◆ インターレースGIFを使うことができる。
 ◆ 任意の色を透過色として扱うことができる。
 ◆ ライセンス問題がある。

『GIFのライセンス問題』

 これまでで大体インターネットでどのような画像フォーマットが使用されているのか理解して頂いたと思います。しかし、現在GIFに関しては著作権に絡んだ問題が発生しています。特にこれから自分のWebコンテンツを発信しようと思っている方(すでに発信している方も)は注意してください。

 GIF画像を作成するためには「LZW」という圧縮アルゴリズムが使用されていて、その特許を米国のUNISYS社が保有しています。

 これまでは世界中の人々が平和に「さて、GIFをここに貼り付けちゃおっと」などと気楽に使用していました。しかし、1994年のある日突然UNISYS社が
「ライセンスの無いソフトウェアで作成したGIF画像を貼り付けたWebの管理者はUNISYS社に対してライセンス料として5000ドル払って下さい」と言ってきたのです。

 これはWeb管理者にとってはたまったものではありませんでした。当時GIF画像を作成する機能がついた便利なフリーソフトがたくさんありましたから多くの人はそれらを使っていました。普通フリーソフトにはライセンスはありません。ですから今まで使っていたフリーソフトを使用するためには5000ドルを支払わなくてはなりません。5000ドルといえば50万円以上の金額ですからもちろんとても払える金額ではありません。そこで、一般のユーザはGIF画像を作成する場合マイクロソフトやAdobeなどのライセンスのあるツールを使用しなくてはならなくなりました。しかし、それらは結構なお値段がするため、お金のあまり無い学生などにとってはそれでもとても厳しいと思います。

「僕は学生だからライセンスのあるツールを買う余裕なんて無い。どうしよう。」
という方は解決策として、GIFの使用をあきらめてPNGフォーマットへの移行をしてはどうでしょう。

 PNGは圧縮アルゴリズムとして「Deflation」を使用しています。こちらは特許上なんの問題も無いので安心して使用することができます。また、次の節で述べますが機能面についてもGIFよりも優れている面が多いのでお勧めです。しかし、まだごく一部のブラウザではPNGの表示がうまくできないことや、PNGを作成するツールが十分にそろっていないといった問題点もありますが。

 3.2節 PNG (拡張子は.PNG)

 GIFやJPEGに代るものとして W3C が策定したまだまだ新しい画像フォーマットです。正式名は、Portable Network Graphicsですが、一般的にはPNG(ピングー)と呼ばれています。



図.8: PNG画像

 このPNGは、白黒からフルカラーまで対応している上に透過PNGやインターレースPNGといった従来GIFが得意としていた機能をカバーしています。さらに画像の性質に合わせて内部で圧縮方式を変えるためあらゆる画像を劣化無く圧縮できます。そして、PNGはエラーに強く、マルチプラットフォームのためにガンマや色度を保存することも可能です。

 しかし、高機能のわりにいまいち普及しておらず、ブレイクしそこなったもったいない画像フォーマットです。

『特徴』

 ◆ CMYKモードなし。
 ◆ フルカラーはもちろん、最大で280兆色まで扱える。
 ◆ 可逆圧縮でなおかつ高い圧縮率。(同条件ならGIFより2割ほど省サイズ)
 ◆ 透過色をいくつでも定義できる。(GIFは1個だけ)
 ◆ GIFより優れたインターレース表示に対応。
 ◆ その他、画像としての数々の拡張機能(ガンマ補正等)

 3.3節 JPEG (拡張子は.jpg / .jpeg / .jpe)

 Joint Photographic Experts Group という団体が規格化したデジタル写真用に開発された画像フォーマットで、その団体名の頭文字をとって、一般的には、JPEG(ジェイペグ)と呼ばれています。JPEG形式はGIF形式と並んでインターネットの世界で一般的な画像形式で、フルカラーをサポートしています。



図.9: JPEG画像

 JPEG形式は非可逆圧縮方式で画像データを保存するため、画像伸張して元の画像に戻すときに、元の画像の品位に戻らない欠点があります。 しかし、画質に応じて圧縮率を選択できるので、画質を重要視するならば、高画質の低圧縮率を選択すれば問題ありません。ソフトにもよりますが 10% 程度まで圧縮することも可能です。

 JPEGの基本規格ではありませんが、最初は全体をぼんやりした状態で表示し、だんだん細部をはっきりさせるプログレッシブJPEGも存在します。

『特徴』

 ◆ フルカラー16,777,216色を扱うことができる。
 ◆ 印刷で利用するインクの色に合わせたCMYKモードをサポートする。
 ◆ 非可逆圧縮によりファイル容量を極端に小さくできる。
 ◆ 非可逆圧縮のため元の画像の品位に戻らない。
 ◆ 高画質の低圧縮率を選択すれば、通常は気にならない程度の画質劣化。
 ◆ ホームページに掲載するフルカラー写真に最適。
 ◆ プログレッシブJPEGではインターレースを使用可能。
 ◆ ホームページに掲載するフルカラー写真に最適。
 ◆ 圧縮には離散コサイン変換を使用。

 3.4節 JPEG2000 (拡張子は.jp2 / Webでは.j2k)

 JPEG2000は、JPEGと同じく Joint Photographic Experts Group という団体が企画化したカラー静止画像符号化の次世代フォーマットです。JPEGよりも機能面や圧縮率で改善がなされています。現在はまだインターネット上であまり見かけることはありませんが、2001年内にはデジタルカメラ等の製造メーカもこのフォーマットを導入した商品を販売する予定であり、今後普及すると思います。



図.10: JPEG2000画像
(表示できない場合があるのでJPEGで表示しています。)

 ブラウザでJPEG2000を表示させたい方は こちらのページ からプラグインを落としてください。

『特徴』

 ◆ JPEGに比べて高圧縮時にノイズが発生しにくい。つまり、より高圧縮が可能。
 ◆ JPEGとの互換性は無い。
 ◆ 可逆圧縮非可逆圧縮の両方に対応。
 ◆ 圧縮には離散ウェーブレット変換を使用。
 ◆ 拡張方式(Motion JPEG2000)で動画像にも対応(音声は無し)。
 ◆ 一つの符号から復号側では用途に合わせた復号が可能。
 ◆ RoI(画像中の重要な領域)を設定でき、優先させた伝送表示が可能。

 3.5節 終わりに

 本ページではWebコンテンツ上で使用される代表的な画像フォーマットについて解説しました。これらのフォーマット以外にもインターネット上には画像の特徴や使用用途によって様々なフォーマットが存在しています。

 しかし、今後最も注目を集めるであろうフォーマットの1つに優れた圧縮性能と様々な機能が便利なJPEG2000が挙げられます。自然画像のフォーマットは少しずつJPEGからJPEG2000に移行していくでしょう。

 また、イラスト画像のフォーマットは現在GIFが主流ですが、いずれはPNGが主流になるかもしれませんし、もっと新しいフォーマットが登場するかもしれません。

 最後になりましたが、画像はWebコンテンツを分かりやすく、楽しくすることために欠かせません。ですから画像フォーマットの知識をしっかりと身につけて下さい。

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