デジタル画像のビット数とは？一眼レフカメラでの撮影画像は24ビット？

質問

• デジタル画像のビット数とは、色の再現域の違いを表す指標です。一般的に一眼レフカメラで撮影した画像は24ビットです。
• Photoshopでの作業においては、基本的に24ビットで作業することが一般的です。
• ビット数の違いにより、色の再現範囲が異なるだけでなく、ファイルサイズも変わる場合があります。また、αチャンネル（不透明度）によってもビット数が変化します。モノクロ画像は1ビットで表されますが、16ビットの画像を二値化すると1ビットに変換されます。

回答No.2

WillDesignWorks

パソコンで主流のsRGB色空間をデータとして表現する際、通常はR赤・G緑・B青の各プレーンの1ドットに対して2の8乗（8ビットなので）=256階調が割り当てられています。その1ドットをRGBの３つひとまとめにして1ピクセルなので256×256×256=約1600万色の色が扱えます。
つまり8ビット＋8ビット＋8ビット=24ビットです。24ビットカラーとか24ビット深度と呼ばれるのは、この24が由来です。RGB各プレーンが8ビットなので8ビット深度とも呼ばれることもありますが、ややこしいので前後の文脈から正しい意味を推察して聞き取るようにしてください。

さてPhotoshopや一部のプロ向けフォトレタッチソフトでは16ビットモード（チャンネル）があります。
これはRGB各プレーンを8ビットの倍の桁の16ビットとして扱います。16+16+16なので1ピクセル当たり48ビットです。プレーン当たり16ビット=65536階調を表現できます。8ビットの256階調のさらに256倍です。
扱える色の範囲は同じsRGB色空間なので変わりませんが、色の濃淡の分解能が256倍になっているので明るさや色味を修正してもトーンジャンプやバンディングが目立たなくなります。（画像データの濃度分布を示すヒストグラムが櫛の歯状に欠ける画質劣化）
ただし16ビットモードは一般的なソフトでは表示できませんので、フォトレタッチソフト内だけでのデータ表現になります。補正作業後に8ビットモードに戻してやらないとJPEGで保存したり閲覧は出来ません。
重ねて書きますが、同じsRGB色空間の色を扱っているので、扱える色の範囲は8ビットも16ビットも同じです。白から黒へ至るグラデーションのステップ数が256倍になるだけです。

カラー画像をモノクロに変換すると1ピクセル当たり1ビットのデータになります。
たいていのフォトレタッチソフトでは、モノクロ変換時に閾値を設定することが出来、元データの濃度が閾値以上なら1，未満なら0と、モノクロ変換の結果を調整することが出来ます。
ただしPhotoshopにあるような二値化の機能は、カラーモードが維持される（24ビットカラーなら24ビットカラーのままで白か黒かに振り分ける）ので、「カラーモードのモノクロ変換」とは異なります。
データ構造そのものを1ピクセル当たり1ビットに変換したい場合は、カラーモードそのものをモノクロモードへ変換する必要があります。