JPGからPNGへの変換

JPGからPNGへの変換とは？

JPGからPNGへの変換は、画像を非可逆形式から可逆形式に変換します。これはファイル拡張子だけでなく、グラフィック情報の保存方法全体を変更します。JPG（Joint Photographic Experts Group）は、ファイルサイズを削減するために視覚情報の一部を削除するDCT（離散コサイン変換）圧縮アルゴリズムを使用します。PNG（Portable Network Graphics）は、すべてのピクセルを変更せずに保持するDEFLATEアルゴリズムを使用します。

PNG形式は1996年に、特許取得済みのGIF形式の無料代替として開発されました。今日では、JPGやWebPと並ぶ3つの主要なウェブグラフィックス形式の1つです。PNGの主な利点は、アルファチャンネルによる透過サポートと可逆圧縮であり、ロゴ、アイコン、スクリーンショット、シャープなエッジを持つあらゆるグラフィックスに不可欠です。

JPGをPNGに変換する際、元のJPG圧縮アーティファクトが結果ファイルに残ることを理解することが重要です。変換は失われたデータを復元しませんが、その後の保存での品質劣化を防ぎます。

JPGとPNG形式の技術的な違い

圧縮アルゴリズム

JPGは離散コサイン変換に基づく非可逆圧縮を使用します。画像は8×8ピクセルのブロックに分割され、各ブロックは周波数表現に変換され、その後高周波成分（細かいディテール）が破棄されます。圧縮レベルは品質パラメータで制御されます：80-90%の品質では損失はほとんど気づかれず、50-60%では目に見えるアーティファクトが現れます。

PNGは2段階の可逆圧縮を適用します。まず、フィルタリングアルゴリズムが隣接ピクセルを分析し、それらの間の差分のみを記録します。次にDEFLATEアルゴリズム（ZIPアーカイブと同じ）が結果を圧縮します。情報は失われません—展開された画像は元のものとバイト単位で同一です。

色と透過サポート

PNG-32（24ビットカラー+8ビットアルファチャンネル）は最も汎用性の高いオプションで、ピクセルあたり256レベルの透過をサポートします。これにより、不透明から透明への滑らかな移行が可能になり、影、反射、アンチエイリアスエッジに不可欠です。

ファイルサイズ：実際の例

異なる画像タイプの典型的なサイズ比率：

逆説的に、大きな単色領域を持つ画像（スクリーンショット、図表、アイコン）では、PNGはJPGよりもコンパクトになることがあります。これは、DEFLATEアルゴリズムが繰り返しシーケンスを効率的に圧縮するのに対し、JPGは単色領域でもノイズを導入するためです。

JPGからPNGへの変換が必要な場合

Web開発用グラフィックの準備

Web開発者は以下の場合にJPGをPNGに変換します：

• ロゴとアイコン — インターフェース要素はどの背景でも正しく表示される必要があります。透過付きPNGは、画像の周りの白や色付きの四角形を避けます。
• スプライト — 多くの小さな画像を1つのファイルにまとめるには、適切な配置のために透過が必要です。
• ファビコン — PNG サイトアイコンはブラウザタブとブックマークでシャープさを確保します。
• ボタンとUI要素 — 影、角丸、ホバーエフェクトを持つインタラクティブ要素にはアルファチャンネルが必要です。

グラフィックエディターでの作業

プロの画像処理では、PNGは中間形式として機能します：

• 多層コンポジション — 透過を保持するために各レイヤーをPNGにエクスポートします。
• マスクと選択 — フェザリングを持つ複雑な輪郭には8ビットアルファチャンネルが必要です。
• ソースファイルのアーカイブ — PNGは繰り返し保存しても劣化なくすべての詳細を保持します。

典型的なデザイナーのワークフロー：JPGで写真を受け取り、PhotoshopやGIMPでオブジェクトを切り抜き、結果を透明な背景でPNGとして保存し、モックアップやウェブサイトで使用します。

スクリーンショットとドキュメントの作成

PNGは以下の理由でスクリーンショットの標準です：

• テキストの鮮明さ — JPGは小さなテキストを圧縮アーティファクトでぼかしますが、PNGはすべてのピクセルを保持します。
• 正確な色再現 — インターフェースの色は歪みなく再現されます。
• 編集可能性 — 注釈、矢印、ハイライトを品質損失なく追加できます。

技術文書、トレーニング資料、バグレポート、プレゼンテーションでは、PNGがプロフェッショナルな画像品質を保証します。

印刷用画像の準備

プロの印刷にはTIFFが好まれますが、PNGは以下に使用されます：

• 透過付きモックアップ — 重ね合わせが必要な要素。
• 印刷用ロゴ — ベクター形式が利用できない場合。
• プレビュー — PNGはページレイアウトプログラムで正しく表示されます。

変換プロセス：ファイルに何が起こるか

変換段階

1. JPGファイルの読み取り — デコーダーが圧縮データを展開し、ピクセル値を復元します。この段階で、圧縮アーティファクトはすでに画像に存在しています。

2. 色空間変換 — JPGはYCbCr（輝度+色差成分）でデータを保存し、PNGはRGBを使用します。コンバーターは数学的な色座標変換を実行します。

3. アルファチャンネルの追加 — PNG-32が選択されると、追加の透過チャンネルが作成されます。デフォルトでは、すべてのピクセルは不透明（値255）です。

4. PNGフィルターの適用 — アルゴリズムが各ピクセル行を分析し、最大圧縮のための最適な予測方法（None、Sub、Up、Average、Paeth）を選択します。

5. DEFLATE圧縮 — フィルタリングされたデータは可逆アルゴリズムで圧縮されます。圧縮レベルはファイルサイズと速度にのみ影響し、品質には影響しません。

6. ファイル形成 — PNGヘッダー、メタデータ（あれば）、圧縮された画像データが書き込まれます。

保持されるものと失われるもの

保持される：

• 元のJPGのすべてのピクセル（圧縮アーティファクトを含む）
• 解像度と画像サイズ
• カラープロファイル（正しい変換で）

失われる：

• EXIFメタデータ（撮影日時、カメラ設定、GPS）— PNGはこの標準をサポートしていません
• さらなる非可逆圧縮の能力 — PNGは常に可逆です

PNG対他の形式：いつ何を選ぶか

PNG対WebP

WebPは、非可逆と可逆の両方の圧縮、および透過をサポートするGoogleのモダンな形式です。

推奨：新しいWebプロジェクトにはWebPが好ましく、古いシステムやプログラムとの互換性にはPNG。

PNG対GIF

GIFは限られたパレットを持つ古い形式です。

PNG-8はほぼすべてにおいてGIFを上回り、静止画像の代替として推奨されます。

PNGファイルの最適化

JPGから変換後、PNG サイズは品質損失なく削減できます：

適切なPNGタイプの選択

• PNG-8 — 限られたパレットの画像用（アイコン、シンプルなグラフィック）。PNG-24より3-4倍小さいサイズ。
• PNG-24 — 透過なしの写真用（JPG変換後はまれなケース）。
• PNG-32 — 透過が必要な場合。

最適化ツール

専門プログラムは、目に見える変化なくPNGを20-70%削減できます：

• 不要なメタデータの削除
• フィルター最適化
• 最大DEFLATEレベルでの再圧縮

PNG互換性とサポート

ブラウザとオペレーティングシステム

PNGは、例外なくすべての最新ブラウザとオペレーティングシステムでサポートされています。新しい形式（WebP、AVIF）とは異なり、PNGは互換性チェックを必要としません：

• ブラウザ: Chrome、Firefox、Safari、Edge、Opera — アルファチャンネル付きPNG-32を含むフルサポート
• Windows: Windows XP以降の組み込みサポート、サムネイル表示を含む
• macOS: プレビュー、Finder、すべてのAppleアプリケーションでフルサポート
• Linux: すべてのデスクトップ環境（GNOME、KDE、XFCE）でサポート
• モバイルOS: iOSとAndroidは作成以来PNGをサポート

ソフトウェア

PNGは、シンプルなペイントからプロのPhotoshopまで、あらゆるグラフィックエディターで開けます。この形式は、プログラム間の画像交換のデファクトスタンダードです：

ユニバーサルな互換性のおかげで、PNGは保証されたサポートが重要なあらゆるタスクに対して安全な選択肢であり続けています。

形式の歴史

PNGは1996年に、当時Unisys社のLZW特許で保護されていたGIFの無料代替として、独立した開発者グループによって作成されました。名前は「Portable Network Graphics」の略です。

主要な開発マイルストーン：

• 1996 — 最初のPNG 1.0仕様が公開
• 1999 — PNGが公式W3C勧告に
• 2003 — 改善されたカラープロファイルサポートでPNG 1.2がリリース
• 2004 — APNG（Animated PNG）が形式拡張として登場
• 今日 — PNGは3大Webグラフィックス形式の1つ

約30年にわたり、PNGはその信頼性と汎用性を証明してきました。この形式は、より効率的な代替があるにもかかわらず、完璧な互換性とオープンスタンダードのおかげで積極的に使用され続けています。

制限と代替案

PNGに変換すべきでない場合

• Web写真 — PNG写真ファイルは同じ視覚品質でJPGの5-10倍大きくなります。JPGまたはWebPを使用してください。
• 大きなダウンロード可能な画像 — 透過が必要ない場合、JPGは帯域幅とストレージを節約します。
• アニメーション — アニメーション画像には、GIF、WebP、またはビデオ形式がより適しています。

代替シナリオ

ファイルサイズ削減が目的の場合、JPGからPNGへの変換は役に立ちません。以下を検討してください：

• JPG → WebP — 品質を維持しながら25-35%削減
• JPG → AVIF — 40-50%削減、ただしサポートは限定的
• JPG最適化 — 最適パラメータでの再圧縮