なぜ画像圧縮でファイルサイズが大きくなるのか：圧縮によるサイズ増加の原理と予防方法

大半のWeb画像は既に1回の非可逆圧縮を経ており、視覚的に適した量子化マトリクスが適用されています。新しい非可逆エンコーダーは既定の量子化マトリクスで画像を再エンコードするため、元の画像の高周波数ディテールの変動が増幅されます。

新たに追加された高周波数ディテールを保持するため、エンコーダーは情報を保存するためにより多くの符号化ビットを割り当てる必要が生じます。これにより最終的に、出力されるファイルが圧縮前の原ファイルよりも大きくなります。この現象は繰り返し行われるJPEGの符号化で最も多く見られます。

一般的な圧縮ツールは異なる品質のプリセットを提供しています。高品質プリセットは量子化係数が小さく、より多くの高周波数ディテールを保持することができます。既に高度に圧縮された原ファイルを処理する場合、高品質プリセットは元の圧縮によって生成されたノイズのような高周波情報を保持してしまいます。

これら追加された高周波ディテールはエンコーダーで更に圧縮することができず、より多くの保存容量を必要とするため、最終的に出力ファイルが原ファイルよりも大きくなります。これは圧縮の理屈に適った正常な結果です。

PNGは完全なピクセル透過情報と色情報を保存する可逆ビットマップ形式である一方、JPGはアルファチャンネルと高周波色情報を破棄する非可逆形式です。PNGをJPGに変換し、再度PNGに戻すことで、情報改変の不可逆的な連鎖が形成されます。

トランスコーディング処理中のJPG符号化時に生じたブロックアーティファクトと色ずれが新しいピクセル情報として保存され、PNGに戻した後に削除することができません。追加されたノイズピクセルがPNGの符号化サイズを増加させ、最終的な出力ファイルが元のPNGよりもはるかに大きくなります。

1つ目の判別の観点はサイズとピクセルの比です。一般的な非圧縮の24ビットビットマップはメガピクセルあたり約3MBのサイズになります。単一画像のメガピクセルあたりのサイズが30KBを下回る場合、既に高度に圧縮された画像です。

2つ目の直感的な判別方法は画像のソースを確認することです。ソーシャルプラットフォームや電子商取引プラットフォームから保存された画像は、いずれもプラットフォームによる2次圧縮を受けているため、高度に圧縮された画像のカテゴリに分類されます。再度非可逆圧縮ツールで処理することは推奨されません。

圧縮ツールで処理すべき正しい対象は、カメラから出力されたRAW原画像およびDNG原画像です。これらのファイルは完全な原データを保持しており、非可逆圧縮を受けていないため、圧縮ツールによって合理的なサイズ削減を実現することができます。

もう1つの適切な対象のカテゴリは、デザインソフトウェアから出力されたPNGおよびBMPの原画像です。これらのファイルは非可逆圧縮を受けていない可逆ビットマップであり、対応する圧縮ツールで処理することで安定したサイズ削減を実現できます。高度に圧縮された二次配布の画像は繰り返し圧縮するのに適していません。