情報技術科 No.32 堀野郁馬
①研究の背景
画像圧縮技術とは、画像の品質をできるだけ保った状態で画像データの量を減らす技術である。
身の回りのほとんどの画像には圧縮技術が使われている。
研究として触れることで、仕組みや利点を知ることができると思った。
②仮説とねらい
画像圧縮について研究することで、画像の仕組みに対する理解が深まると思う。そして日頃、画像についてどのような技術がどのくらい使われているかがわかるのではないか。
③研究内容
画像圧縮の仕組みについて学習する。
自分なりの効率の良い圧縮方法を考えてみる。（可逆圧縮）
④技術的知識
画像圧縮には大きく分けて二つの形式がある。可逆圧縮と非可逆圧縮である。
画像圧縮について研究していくには圧縮をする前の元画像となる非圧縮の画像が必要であるが、Windows標準のBMP形式を用いる。BMP形式は無加工無圧縮でファイルサイズが大きくなる傾向にある。
使用言語は、慣れておりファイル操作もしやすいC言語とする。
⑤取り組んだ内容
データ量を少なくするために、単純な操作を少し試したが、データの圧縮率に対して、画像の品質劣化が大きかった。
元画像(151KB)
圧縮後(75.6KB)
単純な操作では限界があると考え、ハフマン符号化という圧縮技術に着目した。ハフマン符号化はデータの出現頻度の差を利用して圧縮する技術である。
8bitごとに符号化を行った。また、その後16bitへの変更を試みたが、うまくいかなかった。
⑥結果
8bit符号化はイラストなど色の変化が少ない画像は圧縮率が約60～70%と予想される圧縮率に近い結果となった。一色のみの画像に至っては20%以下と大幅な圧縮がされた。
写真など色の変化が多い画像は圧縮率が90%前後と低かった。
⑦感想・考察
色の変化が多い画像がうまく圧縮されない理由として、出現頻度に差がつきにくいということが考えられる。反対に、イラストなど特に色の種類が少ない場合には、色の種類の少なさ、出現頻度の差のつきやすさが理由で圧縮率が高くなりやすいのだと考えられる。