AVIFからPNGへの変換ツール

AVIFからPNGへの変換が必要な理由：完全ガイド

AVIFとPNGは、根本的に異なる設計思想を持つ2つの画像フォーマットです。AVIF（AV1 Image File Format）は、最小限の視覚的劣化で最大の圧縮を実現するために作られました。一方、PNG（Portable Network Graphics）は、品質の劣化なく各ピクセルを完璧に保存するために設計されています。この2つのフォーマット間の変換は、これから詳しく説明する特定のシナリオで意味を持ちます。

AVIF→PNG変換の主な利点は、透明度を完全に保持した絶対的な品質の画像を取得できることです。アルファチャンネルを失い、圧縮アーティファクトを生じるJPGとは異なり、PNGは元のピクセルのビット単位での正確な再現を保証します。これは、ロゴ、アイコン、グラフィックデザイン、そしてあらゆるディテールが重要なコンテンツを扱う際に非常に重要です。

AVIFフォーマットは、Google、Apple、Microsoft、Netflix、Amazon、Meta、Mozillaを含むAlliance for Open Media（AOMedia）コンソーシアムによって2019年に登場しました。オープンなAV1ビデオコーデックをベースにしており、PNGよりも30～50%効率的な圧縮を実現しています。しかし、AVIFの互換性の制限により、多くのワークフローでは汎用的なPNGへの変換が必要になります。

PNGがAVIFより優れている場面：実際の選択シナリオ

グラフィックとロゴの作業

PNGは、2つの要素の組み合わせにより、デジタルグラフィックの標準となりました：ロスレス圧縮と透明度のサポートです。会社のロゴ、インターフェースアイコン、デザイン要素を扱う場合、エッジの完璧な鮮明さが重要です。AVIFは印象的な効率性にもかかわらず、デフォルトで非可逆圧縮を使用します。最高品質設定でも、テキストや細い線の境界に微小なアーティファクトが現れる可能性があります。

一方、PNGは各ピクセルの数学的に正確な再現を保証します。元のAVIFファイルに透明な背景上の鮮明なエッジを持つロゴが含まれている場合、PNGへの変換はアーティファクトを追加せずにその鮮明さを保持します。結果は拡大縮小でき、任意の背景に重ねることができ、レイヤーで編集できます - 品質は同一のままです。

スクリーンショットとドキュメント

技術ドキュメント、ユーザーガイド、教育資料など、インターフェースのスクリーンショットが使用されるあらゆる場所で、PNGは最適なフォーマットであり続けます。その理由は圧縮の特性にあります：PNGはDeflateアルゴリズムを使用し、これは大きな均一な領域と鋭いエッジを持つ画像に特に効果的です。一般的なソフトウェアインターフェースのスクリーンショットは、まさにそのような画像です。

AVIFはスクリーンショットを圧縮する際に、テキストやアイコンにわずかなぼやけを生じる可能性があります。画面で見る場合はほとんど気づきませんが、ドキュメントを印刷したり拡大したりすると、違いが明らかになります。PNGはこの問題を完全に排除します。

ソフトウェアとの互換性

PNGは、過去25年間に作成されたほぼすべてのソフトウェアでサポートされています。グラフィックエディター、オフィススイート、ブラウザ、オペレーティングシステム、CMSプラットフォーム、メールクライアント - 例外なくすべてがPNGを扱えます。AVIFの状況はより複雑です：フォーマットがまだ新しいためです。

あらゆるプログラムで画像を確実に開く必要がある場合、PNGがその互換性を保証します。

AVIFとPNGフォーマットの技術比較

圧縮アーキテクチャ：根本的な違い

PNGとAVIFは、画像圧縮に対して根本的に異なるアプローチを使用しています：

PNG（Portable Network Graphics）：

• アルゴリズム：Deflate（LZ77 + ハフマン符号化）
• 圧縮タイプ：ロスレスのみ
• プリフィルタリング：行単位フィルター（None、Sub、Up、Average、Paeth）
• カラーモデル：RGB、RGBA、インデックス、グレースケール
• 色深度：チャンネルあたり1、2、4、8、16ビット

AVIF（AV1 Image File Format）：

• アルゴリズム：AV1（DCT + 量子化 + エントロピー符号化）
• 圧縮タイプ：非可逆または可逆（オプション）
• ブロック分割：最大128×128ピクセルのスーパーブロック
• カラーモデル：YUV、RGB、HDR対応
• 色深度：チャンネルあたり8、10、12ビット

PNGのDeflateは、繰り返すバイト列を見つけ、短い参照に置き換える原理で動作します。これは、ロゴ、図表、スクリーンショットなど、大きな単色領域を持つ画像に最適です。AVIFのAV1は、隣接ブロックに基づく予測と係数の量子化を使用し、写真にはより効果的ですが、鋭いエッジにアーティファクトを生じる可能性があります。

フォーマット特性：比較表

透明度：アルファチャンネルの詳細

両方のフォーマットはアルファチャンネルによる透明度を完全にサポートしていますが、微妙な違いがあります：

PNGはアルファチャンネルをピクセルの独立したコンポーネントとして保存します（RGBA - Red、Green、Blue、Alpha）。各ピクセルは、8ビット深度では0（完全に透明）から255（完全に不透明）まで、16ビットでは65535までの任意の透明度レベルを持つことができます。これにより、滑らかな半透明グラデーション、ソフトシャドウ、アンチエイリアスエッジが実現します。

AVIFもアルファチャンネルをサポートしていますが、別のAV1ストリームとしてエンコードされます。非可逆圧縮を強く適用すると、アルファチャンネルの精度が低下し、透明部分の境界にハローが生じる可能性があります。PNGへの変換時に、これらの潜在的な欠陥はそれ以上劣化せずに固定されます。

AVIF→PNG変換時、透明度は完全に転送されます。元のAVIFにアルファチャンネルが含まれている場合、変更なくPNGに保存されます。

AVIFからPNGへの変換プロセス：内部で起こること

画像変換の段階

1. AVIFコンテナの解析 - AVIFファイルはHEIF/ISOBMFFコンテナを使用しています。パーサーは圧縮されたAV1ビットストリーム、メタデータ、色空間情報を抽出します。

2. AV1デコード - ビットストリームはAV1デコーダーによって解凍されます。逆変換が適用されます：逆量子化、逆DCT、隣接ブロックによる予測、境界フィルタリング（CDEF、ループフィルター）。

3. 色空間変換 - AVIFがYUV表現を使用している場合、RGBへの変換が行われます。HDRデータ（Display P3、Rec. 2020）は、トーンマッピングによりsRGBに変換されます。

4. アルファチャンネルの処理 - 別のアルファストリームが存在する場合、デコードされてカラーデータと結合し、RGBAフォーマットになります。

5. 変換の適用 - 指定されている場合：回転（90°、180°、270°）、ミラーリング、スケーリング、グレースケールへの変換。

6. PNG最適化 - 画像の各行に対して最適なプリフィルターを選択。アダプティブフィルターはデータを分析し、ファイルサイズを最小化するためにNone、Sub、Up、Average、Paethから選択します。

7. Deflate圧縮 - プリフィルターされたデータは、最小ファイルサイズのために最大圧縮レベルでDeflateアルゴリズムにより圧縮されます。

8. PNG形成 - IHDR（ヘッダー）、IDAT（圧縮データ）、IEND（ファイル終端）チャンクを持つPNGファイル構造が作成され、必要に応じて追加のメタデータチャンクも含まれます。

変換時に保持されるもの

• 画像解像度 - 水平・垂直のピクセル数は変わりません
• 透明度 - アルファチャンネルは完全にPNGに転送されます
• 視覚的品質 - PNGは追加の劣化なくすべてのディテールを保持します
• ICCカラープロファイル - AVIFに存在していた場合、PNG（iCCPチャンク）に保存されます

変換時に転送されないもの

• EXIFメタデータ - PNGはEXIFをサポートしていません（撮影日、カメラパラメータ、GPS座標は失われます）
• HDRデータ - 拡張ダイナミックレンジはSDR（標準）に変換されます
• 16ビットを超える色深度 - PNGはチャンネルあたり最大16ビットをサポートします
• アニメーション - AVIFに複数のフレームが含まれている場合、最初のフレームのみが保存されます

変換時の処理設定

画像のスケーリング

サイズ変更（10-200%）は、特定の要件に合わせて画像を準備するのに役立ちます：

• Webアイコン用の縮小 - 元の1024×1024のAVIFからfavicon用の256×256のPNGを取得
• サムネイル作成 - ギャラリーやカタログ用のプレビュー作成
• 画面最適化 - 標準解像度に合わせたサイズ調整

スケーリング時には、ディテールの鮮明さを保持しぼやけを最小限に抑える高品質なLanczos補間アルゴリズムが適用されます。

回転と反転

画像の向きの変換：

• 90°、180°、270°回転 - カメラの向き補正や芸術的目的のため
• 水平反転 - セルフィーの修正や対称性の作成のためのミラーリング
• 垂直反転 - 画像の上下反転

グレースケールへの変換

白黒モードは以下に適用されます：

• ドキュメントと技術イラスト - 視覚的な認識の簡素化
• 芸術的処理 - モノクロ画像の作成
• ファイルサイズの削減 - グレースケールは少ないデータで済みます

PNG最適化：最小ファイルサイズの取得

PNG効率的圧縮の原則

PNGは2段階の圧縮スキームを使用します：まず各ピクセル行にプリフィルターを適用し、次にその結果をDeflateアルゴリズムで圧縮します。プリフィルターの選択は最終的なファイルサイズに重大な影響を与えます。

PNGプリフィルター：

• None - データは変更せずに渡されます。ランダムノイズに効果的
• Sub - 各バイトを前のピクセルとの差分に置き換えます。水平グラデーションに適しています
• Up - 上の行のピクセルとの差分。垂直パターンに最適
• Average - 左と上のピクセルの平均。汎用的なオプション
• Paeth - Paethの公式による予測。ほとんどの画像で最良の結果

PEREFILEコンバーターはアダプティブフィルター選択を使用します：各行に対して最小ファイルサイズを実現する最適なオプションが自動的に決定されます。

ファイルサイズの比較

AVIF→PNG変換時の典型的なサイズ比率：

PNGファイルは常にAVIFより大きくなります - これはロスレス品質の保証と汎用的な互換性の代償です。

制限事項と推奨事項

PNGに変換すべきでない場合

• Web用写真 - 写真コンテンツにはJPGやWebPの方がファイルサイズが小さくなります
• 大量の画像コレクション - PNGは3-5倍のディスク容量を占めます
• モバイルアプリ用コンテンツ - 最新のプラットフォームはAVIFを直接サポートしています

PNGが最適な選択となる場合

• ロゴとブランディング - 完璧なエッジの鮮明さ
• アイコンとインターフェース要素 - 透明度のサポート
• スクリーンショットとドキュメント - テキストの正確な再現
• 編集用グラフィック要素 - アーティファクトの蓄積なし
• 古いソフトウェアとの互換性 - どこでも開けることが保証

代替変換フォーマット

AVIFからJPG

透明度が必要なく、ファイルサイズの最小化が重要な場合、JPGは合理的な選択肢です。ただし、JPGは非可逆圧縮を使用するため、境界や細部にアーティファクトが生じます。

AVIFからWebP

WebPは中間的な位置を占めます：透明度をサポートし、PNGより小さく、AVIFより大きい。AVIF非対応の最新ブラウザとの互換性が必要な場合に良い選択です。

AVIFのまま保存

ターゲットプラットフォームがAVIFをサポートしている場合は、フォーマットを変更せずにそのままにしてください。AVIFは品質とサイズの最良のバランスを提供します。