画像圧縮の方法

ジョイントグラフィックス (Joint Photographic Experts Group, JPEG): JPEGは、最も一般的な画像圧縮形式の一つです。JPEGは、人間の目にほとんど差が分からないように画質を劣化させつつ、データを圧縮します。Pythonでは、PIL (Python Imaging Library) やOpenCVなどのライブラリを使用してJPEG圧縮を行うことができます。

from PIL import Image
# 画像を読み込む
image = Image.open("input.jpg")
# JPEG圧縮を行う
image.save("output.jpg", "JPEG", quality=80)  # qualityは0〜100の範囲で指定

PNG圧縮 (Portable Network Graphics): PNGは、非可逆圧縮ではなく、圧縮された画像を元の画像に復元することができます。一般的なPNG圧縮手法には、Deflate圧縮アルゴリズムやzlib圧縮アルゴリズムがあります。Pythonでは、PILやPyPNGなどのライブラリを使用してPNG圧縮を行うことができます。

import png
# 画像を読み込む
image_data = png.Reader(filename="input.png").asRGBA()
# PNG圧縮を行う
with open("output.png", "wb") as f:
    png.Writer(width=image_data[0], height=image_data[1],
               alpha=True, compression=9).write(f, image_data[2])

クラスタリング: 画像のクラスタリングは、似たような色や特徴を持つピクセルをグループ化する手法です。クラスタリングを使用することで、画像内の冗長な情報を削減することができます。Pythonでは、scikit-learnやOpenCVのクラスタリングアルゴリズムを使用することができます。

import cv2
import numpy as np
# 画像を読み込む
image = cv2.imread("input.jpg")
# 画像をクラスタリングする
pixels = image.reshape(-1, 3)
kmeans = KMeans(n_clusters=16).fit(pixels)
new_colors = kmeans.cluster_centers_[kmeans.labels_]
compressed_image = new_colors.reshape(image.shape)
# 圧縮された画像を保存する
cv2.imwrite("output.jpg", compressed_image)

これらは画像圧縮の一部の方法とコード例です。他にもさまざまなアルゴリズムや手法が存在します。画像圧縮は、画質と圧縮率のトレードオフになる場合がありますので、目的や要件に応じて最適な方法を選択する必要があります。