圧縮された画像データの復元って？

質問

Photoshopで、
(1)：Tiff画像データをJpeg画像データに変換すると、非可逆圧縮され、データ量が小さくなりますが（当たり前ですね、、、）
さらに、(2)：一度圧縮保存した同じ画像を再度読み出して、Tiffに再変換しすると、(1)と同じデータ量を示します。
これって、どういうことになっているのでしょうか？

非可逆とは、字のごとく、元に戻らない（もしくは一部は元に戻らない）、という意味ではないのでしょうか？

想像するに、(2)のデータは非可逆圧縮（一部のデータを廃棄）されているので、(1)と全く同じではない、と考えるのですが、Jpeg圧縮前と同データ容量としてTiff化されるので、不思議です？

この内実は、非可逆圧縮時に廃棄されたデータが再変換される時に、実態のない架空水増しデータが作成されて、データ容量としてのみ、それを補っているということなのでしょう？

また、Jpeg変換時の圧縮率（＝廃棄率？）にもよるのでしょうが、Tiff⇒Jpeg⇒Tiffに再変換した時、どの程度のデータなら廃棄されずに復元されるのでしょうか？
この場合のJpegデータは、レタッチ処理やJpeg上書き保存を一度もしていないものとして。

いかがでしょうか？ご教示ください。

回答No.2

dezimac · ベストアンサー

非可逆（不可逆）圧縮：
圧縮前と圧縮後でデータが一致しない圧縮方式です。画像や音声、動画等の誤摩化しの効くものに使われます。

Tiffは非圧縮（LZW圧縮をサポート）方式です。

Tiff⇒Jpeg⇒Tiffで容量が最初とほぼ同一になるのは当たり前の事です。

Jpegで保存した画像を開いて、画像サイズ（縦横）が小さくなっていますか？
画像サイズ自体は小さくなっていませんね。
では、どの部分のデータを間引いてファイルサイズを小さくしたのか？
拡大してみて下さい、ボケているのが判ると思います。（特に色の変わり目、輪郭）
これが不可逆圧縮の実体です。

あくまでイメージで、実際とは異なりますが、
□□■■■□□
□□■■■□□
□□■■■□□
□□■■■□□
□□■■■□□
このような画像を保存する場合のファイル内容のイメージは

TIFFは1ピクセルごとの情報を保存するので
--------------------
サイズ5×5、使用する色
0033300
0033300
0033300
0033300
0033300
--------------------

Jpegは、データを圧縮して保存するので
--------------------
サイズ5×5、使用する色
（0～3～0）×5段
--------------------
となります。
TIFFと比べてもかなり小さいですよね。

でこれを画像として再現すると
ＴＩＦＦ画像　　　ＪＰＥＧ画像
□□■■■□□　　□◇◆■◆◇□
□□■■■□□　　□◇◆■◆◇□
□□■■■□□　　□◇◆■◆◇□
□□■■■□□　　□◇◆■◆◇□
□□■■■□□　　□◇◆■◆◇□
となります。

でこのJPEGをTIFFで保存しなおすとファイル内容は
--------------------
サイズ5×5、使用する色
0123210
0123210
0123210
0123210
0123210
--------------------
となり、ファイルサイズは最初のとあわり変わらない結果になります。

くどいようだけど大雑把なイメージで実際とはかなり異なります。

お礼

お返事ありがとうございます。
画像データと圧縮に対する私の理論知識が限りなくゼロですので、間違って理解してしまったかもしれせんが、私の理解的には、JpegでもTiffでもデータの総Pixel数（面積）は同じなので、JpegをTiffに戻しても同じになる。
ただし、JpegからTiffへの再変換は、Jpegデータが保持している圧縮前のPixel数の記憶に基づいて復元的に再現しているだけで、圧縮の時に、削られたデータが戻ってきているわけではない、ということですね。
これは、ディスプレ上でも同じとが起きていると。
当たり前のことでしたが、削ったデータは戻らないと。
確かに了解いたしました。
ありがとうございました。感謝申し上げます。

回答No.4

kuma-gorou

JPEGの非可逆圧縮については、No.2さんが上手く説明していますね。

もう少し噛み砕いて説明すると、JPEG画像データは、画像を細かくブロック状に分割し、ブロック内のデータが近いと一つに纏めて圧縮します。
例えば、[1.98+1.99+2.00+2.01+2.02]と言うデータが有るとします。
これを非可逆圧縮すると、[2.00×5]となります。
これを展開すると、[2.00+2.00+2.00+2.00+2.00]となり、元のデータには戻りません。
まぁ、本当はこんなに単純な仕組みでは有りませんが、一言で説明すると、そう云う事です。

TIFFは、１画素当たりRGB各８bit又は16bitのデータ量を有する非圧縮データです。
例えば、600万画素のファイルは、6M×3byte＝18MB、又は32MBとなります。

なお、TIFF⇒JPEG⇒TIFFに変換すると、データ量としては、最初のTIFFと同じになりますが、途中で非可逆圧縮がありますので、画質のクオリティーは元に戻りません。
要するに、一旦破棄されたデータは元には戻らないと言う事です。

お礼

お返事ありがとうございました。
Jpeg圧縮（圧縮という言葉は本当に正しい？という気がしてきましたが）されたデータは二度と戻らない。確かに。
皆様のおかげで、随分と理解することができました。
自力で参考書なりで勉強すれば、なお良いのでしょうけど、なかなかそこまではやり切れません。
感謝申し上げます。

回答No.3

renton

PhotoshopでTiffを保存する際に、LZW圧縮を使用してみては？
展開には時間がかかりますが、データ量は小さくなります。

Tiffは16bitモードもあるので、デジタル一眼で撮影したRAWの12bitの画像を劣化無しで保存できます。JPEGは8bitですから、Tiff→JPEGに変換する段階で大分情報量がなくなります。
デジカメのRAWはカメラ毎に互換性がありませんから、Tiffは情報の劣化無しに互換性がある形式で保存できるのも特徴です。

お礼

お返事ありがとうございます。
Tiffデータが大きすぎて、さすがにパソコンの処理速度が遅いため、Jpegで処理をしていました。
しかし、Jpeg変換とTiff再変換でデータがどのように削られ、また復元されるのか疑問に思いました。
やはりTiff形式のままレタッチ処理等とすべきということなのだな～、と思いました。
すでに処理してしまったデータも多いので、ちっとショックですが、いたし方ないと観念しました。

回答No.1

lalala_su_san

細かい圧縮方法のロジックは難しいので私も分かりませんがJPEGは確かに情報を削って圧縮しています。
とは言え画像のサイズまで削っているわけではありません。
例えば100x100のTIFF画像をJPEGにしても100x100ですよね。
ただし細かい部分を見ると色が変わっていたり等違いはあります。

一方TIFFはビットマップと同じ非圧縮ですから単純に画像面積によってサイズが変わってきます。（圧縮の規格もありますが）
逆を言えば面積が同じであればサイズも変わらないということです。
大雑把に言えばそんな感じでしょうか。

お礼

確かに、縦横Pixel数と解像度が同じなら、総Pixel数は同じですね。一画像の面積は同じ、と言うことですね。だから(1)Tiff⇒(2)Jpeg⇒(3)Tiffにしても面積は同じなので、データ容量は元のまま、ということですか。
わかりました。
ということは、(2)から(3)に再変換する時に、(1)⇒(2)の時に削られたデータが便宜的（架空水増し）に復元されていると。
そういうことのようですね。
ありがとうございました。