画像・動画データの仕組み — ピクセル・解像度・圧縮

導入

スマートフォンで写真を撮るたびに、画像は膨大な数の「点」の集まりとしてデータに変換されています。この仕組みを知ると、なぜ高画質の動画はファイルが重くなるのか、なぜJPEGとPNGを使い分けるのかがすっきり理解できるようになります。

くわしく知ろう

デジタル画像は、ピクセル（画素）と呼ばれる小さな点の集まりで構成されています。解像度とは縦横のピクセル数を表すもので、数値が大きいほど細かく鮮明な画像になる一方、データ量も増加します。

各ピクセルが表現できる色の豊富さはビット深度（色深度）で決まります。1ピクセルあたりのビット数が多いほど多くの色を表現でき、一般的な写真では24ビット（赤・緑・青それぞれ8ビット）が使われることが多くなっています。

画像の保存形式として代表的なものにJPEGとPNGがあります。JPEGは非可逆圧縮（一部のデータを捨てて圧縮する方式）を採用しており、ファイルサイズを大幅に削減できる反面、繰り返し保存すると画質が劣化します。写真の保存に向いています。一方、PNGは可逆圧縮（データを損なわず圧縮する方式）で、画質を保ちながら保存できるためロゴやイラストに適しています。

動画は静止画（フレーム）の連続表示で構成されており、MP4形式が広く使われています。1秒あたりのフレーム数（フレームレート）が高いほど滑らかな映像になりますが、データ量も増えます。動画ファイルはH.264などのコーデック（圧縮・展開の規格）で圧縮されることが一般的です。

具体例

たとえば、風景写真はJPEG形式でファイルサイズを抑えて保存するのが一般的です。一方、透過（背景を透明にする）が必要なロゴやアイコンはPNG形式が適しています。また、SNSに投稿する動画がMP4形式が多いのは、H.264コーデックによる高い圧縮効率のためです。

まとめ・試験ポイント

• ピクセル（画素）＝デジタル画像を構成する最小の点
• 解像度＝縦横のピクセル数。大きいほど高精細でデータ量も増加
• JPEG＝非可逆圧縮（写真向き）、PNG＝可逆圧縮（ロゴ・イラスト向き）
• 動画＝静止画（フレーム）の連続。フレームレートが高いほど滑らか
• MP4＋H.264コーデックが動画の標準的な圧縮形式
• 試験ではJPEGとPNGの圧縮方式の違い・解像度の意味が問われやすい