非可逆圧縮

非可逆圧縮は、特定のファイルのサイズを削減する手段として、画像、ビデオ、オーディオ、およびその他のメディア形式で使用される方法です。これは、ファイルの内容を簡略化するために見過ごされる可能性のあるデータを破棄することによって行われます。これにより、より効率的なエンコードが可能になり、最終的に保存されるファイルのサイズが削減されます。

もちろん、非可逆圧縮の反対は可逆圧縮です。この圧縮では、詳細が失われない方法を使用してファイル データが圧縮されます。に入ります非可逆圧縮はこちら。

ここで私が言うファイルサイズをなぜ気にするのでしょうか。ファイル サイズが小さいほど、ファイルの保存に必要なストレージ容量が少なくなり、ファイルをアップロードまたは電子メールで送信する必要がある場合に必要な帯域幅が少なくなります。

非可逆画像圧縮

非可逆ファイル圧縮の例としては、よく知られた画像形式があります。JPEG 。画像をこの形式で保存すると、画像の類似部分が識別され、重複しない方法で保存されるため、処理中に大量のスペースが節約されます。何千もの色があり、その多くは非常に似ており、これらの似た色の一部は破棄できるため、どのカラー写真画像でも大幅な節約が可能です。

このプロセスを使用して画像ファイルをどの程度圧縮できるかを比較するには、ピクセル解像度が約 4080x3072 の平均的な 12 メガピクセルのカメラで撮影した写真を検査します。 JPEG として保存すると、このファイルは約2mbになります。このファイルが生の非圧縮 24 ビット RGB 形式で保存された場合、ファイル サイズは約36MBになります。

ここでは、異なる圧縮設定で保存された画像があります。最初の画像は、品質を最大化するデフォルト設定で保存され、2 番目の画像は 50%、最後の画像は 90% で保存され、ファイル サイズが最小になっています。違いがわかりますか? 一部の写真画像では、品質の低下がわかりにくい場合がありますが、これは圧縮アルゴリズムが実際にどれほど優れているかの証です。

低圧縮設定のレインチェーン（517Kb）

50% 圧縮設定の同じ画像 (140Kb)

90% 圧縮設定の同じ画像 (46Kb)

JPEG 圧縮方法を使用して写真を圧縮すると優れた結果が得られますが、他の種類の画像では同じ結果が得られない場合があります。特に、鮮明なエッジや、近接した対照的な色を含む画像は、見た目が悪くなる傾向があります。これらの画像の例としては、会社のロゴやビデオ ゲーム アートなど、JPEG などの非可逆圧縮方式ではうまく機能しない画像タイプがあります。

ここにビデオゲームのピクセル アートがあります。左側の元の画像は、可逆圧縮を使用する PNG として保存されます。 2 番目のイメージは 50% の圧縮設定を使用して JPEG として保存され、右側のイメージは 90% の圧縮設定を使用します。鮮明な色と対照的な色が一緒にぼやけたりにじんだりして、元の画像の表現が明らかに悪くなっているだけでなく、ファイル サイズは実際には元の PNG 画像よりも JPEG バージョンの方がはるかに大きくなります。これは、作成している画像の種類に応じて正しいファイル形式を選択することの重要性を示しています。 JPEG などの非可逆圧縮ベースの形式は、すべての画像に適しているわけではありません。

オリジナルの PNG 形式のビデオゲーム アート (12Kb)

50% 圧縮設定の同じゲーム アート (55Kb)

90% 圧縮設定の同じゲーム アート (23Kb)

非可逆オーディオ圧縮

オーディオ ファイルの場合、非可逆圧縮の最も一般的な方法は次のとおりです。心理音響学、サウンド ファイルに含まれる音声が分析され、人間の耳には聞こえない特定の音が削除されます。これにより、リスナーが品質の低下に気づくことなく、ファイル サイズを大幅に節約できます。

節約できるデータの例として、コンパクト ディスク (CD) に保存されるオーディオが挙げられます。一般的な CD には 80 分のオーディオ、つまり約700 MBのデータを保存できます。最高のリスニング体験を実現するために、このオーディオは高品質の非圧縮形式で保存されます。

その 80 分の音声を中品質 (128kbps) に変換した場合MP3ファイルを作成すると、結果のファイルは約74Mbになります。

非可逆ビデオ圧縮

MPEG などのムービー ファイル形式内で使用される圧縮技術は、JPEG ファイルについて前述した非可逆画像圧縮を論理的な次のステップに進めます。これは、各フレームの重複要素を削除するだけでなく、フレームの個々のフレーム間で繰り返されるシーケンスも削除することです。映画。このレベルの圧縮を適切な圧縮設定で実行すると、詳細が顕著に失われることのないビデオ ファイルが生成されます。画像圧縮に加えて、一般的な MPEG ビデオ ファイル内のオーディオも MP3 圧縮を使用して圧縮されるため、MPEG 形式はビデオ ファイルの保存に最適になります。

非可逆圧縮の詳細については、を参照してください。この記事ここで説明した内容よりもさらに詳しく説明します。