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画像ファイル形式とは、デジタル画像のファイル形式のことです。JPEG 、PNG、GIFなど、多くの形式が利用可能です。2022年までは、ほとんどの形式が3D画像ではなく2D画像の保存用でした。画像ファイル形式に保存されるデータは、圧縮されている場合と圧縮されていない場合があります。データが圧縮されている場合は、非可逆圧縮または可逆圧縮が使用されます。グラフィックデザインアプリケーションでは、ベクター形式がよく使用されます。一部の画像ファイル形式は透明度をサポートしています。
ラスタ形式は2次元画像用です。ステレオグラムやオートステレオグラムのように、3次元画像を2次元形式で表現することは可能ですが、この3次元画像は真の光場ではないため、輻輳調節の矛盾を引き起こす可能性があります。
画像ファイルは、デジタル（コンピュータ）ディスプレイに表示したり、プリンタで印刷したりできるように、これらの形式のいずれかでデジタルデータで構成されています。デジタル画像情報を表示する一般的な方法は、歴史的にラスタライズでした。
ラスタ画像ファイルのサイズは、画像のピクセル数と色深度（ピクセルあたりのビット数）に正比例します。ただし、画像はさまざまな方法で圧縮できます。圧縮アルゴリズムは、元の画像の正確な表現または近似値をより少ないバイト数に格納し、対応する解凍アルゴリズムで元の非圧縮形式に展開できます。ピクセル数と色深度が同じ画像でも、圧縮後のファイルサイズは大きく異なる場合があります。2つの画像に対して全く同じ圧縮、ピクセル数、色深度を考慮した場合でも、圧縮アルゴリズムの性質上、元の画像のグラフィックの複雑さが異なると、圧縮後のファイルサイズが大きく異なる場合があります。一部の圧縮形式では、複雑さの低い画像の方が圧縮後のファイルサイズが小さくなる場合があります。この特性により、一部の可逆圧縮形式は、非可逆圧縮形式よりもファイルサイズが小さくなる場合があります。たとえば、グラフィックが単純な画像（線画やアニメーションシーケンスのような大きな連続領域を持つ画像）は、GIFまたはPNG形式に可逆圧縮され、非可逆圧縮のJPEG形式よりもファイルサイズが小さくなる場合があります。
例えば、24ビットカラーの640 × 480ピクセルの画像は、ほぼ1メガバイトの容量を占めることになる。
ベクター画像の場合、ファイルサイズはベクター要素を追加する分だけ増加します。
画像ファイルの圧縮アルゴリズムには、可逆圧縮と非可逆圧縮の2種類があります。
可逆圧縮アルゴリズムは、元の非圧縮画像の完全なコピーを保持しながらファイルサイズを削減します。一般的に、可逆圧縮は非可逆圧縮よりもファイルサイズが大きくなりますが、常にそうとは限りません。画像編集時に再圧縮の段階が蓄積されるのを避けるためには、可逆圧縮を使用する必要があります。
非可逆圧縮アルゴリズムは、元の非圧縮画像の表現を保持しますが、これは完全なコピーのように見えるかもしれませんが、実際には完全なコピーではありません。多くの場合、非可逆圧縮は可逆圧縮よりもファイルサイズを小さくすることができます。ほとんどの非可逆圧縮アルゴリズムは、画質とファイルサイズのトレードオフに応じて圧縮率を調整できます。
独自形式を含め、画像ファイル形式は数百種類に及びます。PNG、JPEG、GIF形式は、インターネット上で画像を表示する際によく使用されます。これらのグラフィック形式の一部を以下に列挙し、ラスター画像とベクター画像という2つの主要なグラフィックファミリーに分けて簡単に説明します。ラスター画像は、主に（Web）配信を目的とした形式（比較的高い圧縮率をサポート）と、主にオーサリングや交換を目的とした形式（非圧縮または比較的低い圧縮率）にさらに分類されます。
通常の画像フォーマットに加えて、メタファイルフォーマットは、ラスター情報とベクター情報の両方を含めることができる移植性の高いフォーマットです。例としては、WMFやEMFなどのアプリケーション非依存フォーマットがあります。メタファイルフォーマットは中間フォーマットです。ほとんどのアプリケーションはメタファイルを開いてから、独自のネイティブフォーマットで保存します。ページ記述言語は、テキスト、オブジェクト、画像を含む印刷ページのレイアウトを記述するために使用されるフォーマットを指します。例としては、PostScript、PDF、PCLなどがあります。
JPEG（Joint Photographic Experts Group）は非可逆圧縮方式です。JPEGで圧縮された画像は通常、JFIF（JPEG File Interchange Format）またはExif（Exchangeable Image File Format）ファイル形式で保存されます。JPEGファイルの拡張子はJPGまたはJPEGです。ほぼすべてのデジタルカメラはJPEG形式で画像を保存でき、8ビットのグレースケール画像と24ビットのカラー画像（赤、緑、青それぞれ8ビット）をサポートしています。JPEGは画像に非可逆圧縮を適用するため、ファイルサイズを大幅に削減できます。アプリケーションは適用する圧縮率を決定でき、圧縮率は結果の視覚的な品質に影響します。圧縮率が高すぎなければ、画像の品質に目立った影響や低下は生じませんが、JPEGファイルは繰り返し編集および保存すると世代的な劣化が生じます。（JPEGは可逆圧縮による画像保存も可能ですが、可逆圧縮版は広くサポートされていません。）
GIF ( Graphics Interchange Format ) は通常、8 ビット パレット、つまり 256 色に制限されています (技術的には 24 ビットの色深度も可能です)。[ 1 ] [ 2 ] GIF は、LZW ロスレス圧縮を使用しているため、単純な図、図形、ロゴ、漫画風の画像など、色の少ないグラフィックを保存するのに最適です。LZW ロスレス圧縮は、広い領域が単一の色である場合に効果的ですが、写真やディザリングされた画像には効果的ではありません。GIFはシンプルかつ歴史が長いため、ほぼすべてのソフトウェアでサポートされています。アニメーション機能があるため、最新のビデオ フォーマットと比較して圧縮率が低いにもかかわらず、画像アニメーション効果を提供するために今でも広く使用されています。
PNG（Portable Network Graphics）ファイル形式は、GIFに代わる無料のオープンソース形式として作成されました。PNGファイル形式は、8ビット（256色）パレット画像（すべてのパレット色にオプションで透明度を設定可能）と、24ビットトゥルーカラー（1600万色）、またはアルファチャンネルの有無にかかわらず48ビットトゥルーカラーをサポートしています。一方、GIFは単一の透明色を持つ8ビットパレットのみをサポートしています。
JPEGと比較すると、PNGは画像に広範囲で均一な色の領域がある場合に優れています。写真の場合、JPEGは非可逆圧縮のためファイルサイズが小さくなることから最終的な配布にはよく選ばれますが、PNGは可逆圧縮であるため、編集プロセス中の画像保存には依然として適しています。
PNGは、 GIFの特許フリーの代替形式であり（GIF自体も現在は特許フリーですが）、TIFFの多くの一般的な用途にも置き換えることができます。インデックスカラー、グレースケール、トゥルーカラー画像に加え、オプションでアルファチャンネルもサポートしています。Adam7インターレースにより、画像データのごく一部しか送信されていない段階でも早期プレビューが可能で、Webブラウザなどのオンライン表示アプリケーションで役立ちます。PNGは、ガンマ値と色度データ、およびICCプロファイルを保存できるため、異なるプラットフォーム間でも正確な色合わせが可能です。
PNGから派生したアニメーション形式にはMNGとAPNGがあり、APNGはPNGとの下位互換性があり、ほとんどのブラウザでサポートされています。
JPEG 2000は、可逆圧縮と非可逆圧縮の両方に対応した圧縮規格です。使用される圧縮方式は、標準のJFIF/JPEGとは異なり、画質と圧縮率を向上させますが、処理にはより多くの計算能力が必要となります。また、JPEG 2000にはJPEGにはない機能も追加されています。JPEGほど普及しているわけではありませんが、現在ではプロの映画編集や配給で使用されています（例えば、一部のデジタルシネマでは、個々の映画フレームにJPEG 2000を使用しています）。
WebPは、2010年にリリースされたオープンな画像フォーマットで、可逆圧縮と非可逆圧縮の両方を使用します。Googleによって設計され、画像ファイルのサイズを縮小してWebページの読み込み速度を向上させることを目的としています。主な目的は、Web上の写真の主要フォーマットとしてJPEGに取って代わることです。WebPはVP8のイントラフレーム符号化に基づいており、 RIFFベースのコンテナを使用します。
2011年に[ 3 ] Googleは「拡張ファイル形式」を追加し、WebPでアニメーション、ICCプロファイル、XMPおよびExifメタデータ、タイリングをサポートできるようにしました。
アニメーションのサポートにより、古いアニメーションGIFをアニメーションWebPに変換することが可能になった。
WebPコンテナ（WebP用のRIFFコンテナ）は、WebPの基本的な使用例（VP8キーフレームとしてエンコードされた単一の画像を含むファイル）を超えた機能サポートを提供します。WebPコンテナは、以下の追加サポートを提供します。
ほとんどの一般的なラスターフォーマットはHDRデータ（ピクセルコンポーネントごとに32ビット浮動小数点値）を保存できないため、比較的古いフォーマットや複雑なフォーマットが依然として主流であり、個別に言及する価値があります。ただし、新しい代替フォーマットも登場しています。RGBEはRadianceが開発したHDR画像のフォーマットで、Adobe Photoshopでもサポートされています。JPEG -HDRはDolby Labsが開発したファイルフォーマットで、RGBEエンコーディングに似ており、JPEG XT Part 2として標準化されています。
JPEG XT Part 7には、4つのプロファイル（AD）でエンコードされた拡張レイヤーを使用して、基本の8ビットJPEGファイルに浮動小数点HDR画像をエンコードする機能が含まれています。プロファイルAはRGBEフォーマットに基づき、プロファイルBはTrellis ManagementのXDepthフォーマットに基づいています。
高効率画像ファイルフォーマット（HEIF）は、 ISOベースメディアファイルフォーマットを基にMPEGによって標準化された画像コンテナフォーマットです。HEIFはあらゆる画像圧縮フォーマットで使用できますが、HEIF規格では、画像間予測を利用してHEVCイントラコード画像とHEVCコード画像シーケンスを保存することを規定しています。
AVIFは、AV1エンコードされた画像を格納するために使用される画像コンテナです。Alliance for open media（AOMedia）によって開発され、完全にオープンソースでロイヤリティフリーです。8ビット、10ビット、12ビット深度での画像エンコードをサポートしています。
JPEG XLは、非可逆圧縮と可逆圧縮の両方をサポートする、ロイヤリティフリーのラスターグラフィックスファイル形式です。既存のJPEGファイルの可逆再圧縮に加え、高精度HDR（ピクセルコンポーネントあたり最大32ビット浮動小数点値）にも対応しています。配信とオーサリングの両方の用途で使用できるように設計されています。
TIFF ( Tag Image File Format ) フォーマットは、通常 TIFF または TIF ファイル名拡張子を使用する柔軟なフォーマットです。タグ構造は簡単に拡張できるように設計されており、多くのベンダーが独自の特殊用途タグを導入しているため、すべての種類の TIFF ファイルを処理するリーダーは存在しません。TIFF は、ピクセル データの保存に選択された技術に応じて、非可逆または可逆になります。一部の TIFF は、二値 (白黒) 画像に対して比較的良好な可逆圧縮を提供します。一部のデジタル カメラは、 LZW圧縮アルゴリズムを使用して画像を TIFF フォーマットで保存し、可逆ストレージを実現できます。TIFF 画像フォーマットは Web ブラウザで広くサポートされていませんが、印刷業界では写真ファイルの標準として広く受け入れられています。TIFF は、特定の印刷機インクセットで定義されるCMYKなど、デバイス固有の色空間を処理できます。OCR (光学文字認識) ソフトウェア パッケージは、スキャンされたテキスト ページに対して、通常何らかの形式の TIFF 画像 (多くの場合モノクロ) を生成します。
BMPファイル形式（Windowsビットマップ）は、コンピュータグラフィックス黎明期に設計された、ラスターベースのデバイス非依存型ファイル形式です。Microsoft Windows OS内でグラフィックファイルを扱います。通常、BMPファイルは非圧縮であるためサイズが大きく、データ損失がありません。その利点は、シンプルな構造とWindowsプログラムでの幅広い互換性です。
Netpbmフォーマットは、ポータブルピクスマップファイルフォーマット（PPM）、ポータブルグレーマップファイルフォーマット（PGM）、およびポータブルビットマップファイルフォーマット（PBM）を含むフォーマット群です。これらは、純粋なASCIIファイル、またはASCIIヘッダーを持つ生のバイナリファイルであり、非常に基本的な機能を提供し、異なるプラットフォーム間でピクスマップ、グレーマップ、またはビットマップファイルを変換するための最小公倍数として機能します。いくつかのアプリケーションでは、これらをまとめてPNM（Portable Any Map）と呼んでいます。
これらの画像フォーマットには、さまざまな画像、レイヤー、オブジェクトが含まれており、それらを組み合わせてラスターグラフィックエディタで最終画像を作成します。
上記のラスター画像形式（データが個々のピクセルの特性を記述するもの）とは対照的に、ベクター画像形式は幾何学的な記述を含んでおり、任意の表示サイズで滑らかにレンダリングすることができる。
デジタルモニターに表示するには、すべてのベクターグラフィックスは最終的にラスタライズされる必要があります。ベクター画像は、一部の電子計測機器、医療用モニター、レーダーディスプレイ、レーザーショー、初期のビデオゲームなどで使用されているアナログCRT技術でも表示できます。プロッターは、ピクセルデータではなくベクターデータを使用してグラフィックを描画するプリンターです。
CGM（Computer Graphics Metafile ）は、 2Dベクターグラフィックス、ラスターグラフィックス、およびテキスト用のファイル形式で、ISO/IEC 8632で定義されています。すべてのグラフィック要素は、バイナリファイルまたは2種類のテキスト表現のいずれかにコンパイルできるテキストソースファイルで指定できます。CGMは、特定のアプリケーション、システム、プラットフォーム、またはデバイスに依存しない、2Dグラフィック情報のコンピュータ表現のためのグラフィックデータ交換手段を提供します。技術イラストレーションやプロフェッショナルデザインの分野ではある程度採用されていますが、 SVGやDXFなどの形式にほぼ取って代わられています。
ガーバー形式（別名拡張ガーバー、RS-274X）は、 Ucamcoによって開発された2次元2レベル画像記述形式です。プリント基板（PCB）ソフトウェアの事実上の標準形式です。 [ 7 ]
SVG（Scalable Vector Graphics）は、 Webをはじめとする様々な用途に対応できる、汎用性が高く、スクリプト化可能で、あらゆる場面で使用できるベクター形式へのニーズ（および複数の企業による試み）に応えるために、 World Wide Web Consortium（W3C ）によって作成・開発されたオープンスタンダードです。SVG形式自体には圧縮方式はありませんが、XMLのテキスト形式の性質上、 gzipなどのプログラムを使用してSVG画像を圧縮することができます。SVGはスクリプト化の可能性を秘めているため、 Webアプリケーション、つまりアプリケーションのように動作し、見た目も機能も優れたインタラクティブなWebページにおいて重要な構成要素となっています。
これらは、ピクセルデータとベクターデータの両方を含むフォーマットであり、PDFのインタラクティブ機能など、その他のデータが含まれる場合もあります。
このテキストは、クリエイティブ・コモンズ表示4.0国際ライセンス の下で利用可能なこのソースからコピーされました。 2017年10月16日にWayback Machineにアーカイブされました。