画像フォーマット変換ツール

画像フォーマット変換は、PNG→JPG、WebP→PNGなど、ある形式を別の形式に変換する処理です。各形式には特徴があります：JPGは写真向き、PNGは透明対応、WebPは小サイズ、BMPは無圧縮、GIFはアニメ対応。ファイルは ToolAct の変換サービスにアップロードされ、サーバー側の libvips で処理された後、変換結果がブラウザに返送されます。変換完了後、一時ファイルは直ちにサーバーから削除され、アーカイブされず、トレーニングにも使用されません。出力フォーマットの選択は重要です：JPG への変換では透明度が失われる可能性があり、非可逆フォーマットでは細かいディテールが変化することがあり、メタデータやカラープロファイルは常に正確に引き継がれるとは限りません。最適な形式はファイルサイズだけでなく、最終的な用途によって決まります。

画像フォーマット変換は「デコード + 再エンコード」のパイプラインです。ソースバイトはプラットフォームデコーダー（libpng、libjpeg-turbo、libwebp、AVIF 用の libheif/dav1d、各ブラウザエンジンの同等物）に渡され、既知の色空間（ほぼ常にリニアまたは非リニア伝達関数を持つ sRGB）の生のピクセルバッファを生成します。その後、選択された品質パラメータでターゲットフォーマットのエンコーダーを介してピクセルバッファを処理します。本ツールでは、すべての処理がサーバー側で完結します：ブラウザは各ファイルを ToolAct の vips 変換エンドポイントにアップロードし、libvips がデコード、必要に応じたリサイズ、カラースペース処理、再エンコードを統括的に実行し、変換後のバイト列が taskId ベースのダウンロードとしてブラウザに返送されます。一時アップロードファイルは変換完了後直ちにサーバーから削除され、アーカイブされず、いかなるトレーニングパイプラインにも投入されません。 JPEG（Joint Photographic Experts Group、ISO 10918-1 / ITU-T T.81）は非可逆写真圧縮の主力フォーマットです。エンコーダーは画像を 8x8 ピクセルブロック（コーデックが処理する最小単位）に分割し、各ブロックに 8x8 離散コサイン変換（DCT、標準では Type-II DCT）を適用し、結果の 64 周波数係数を 8x8 量子化行列（Q テーブル。50% 品質テーブルがデフォルトで、低品質ではテーブルが拡大され高周波の詳細がより多く破棄されます）で割り、ジグザグスキャンで係数を 1 次元ベクトルに変換し、Huffman コーディングを実行します。8x8 ブロックが JPEG で低品質時にエッジ付近に「ブロックノイズ」が視認できる理由です。DCT 基底はブロック単位であるため、隣接ブロックは独立して量子化されます。JPEG はアルファチャンネルをサポートせず、内部的に YCbCr（Y = 輝度、Cb/Cr = 色差）を使用するため、エンコーダーは通常クロマをサブサンプリング（4:2:0、4:2:2、4:4:4）してクロマバイトを 50% 以上節約します。プログレッシブ JPEG（複数スキャン）は低速接続での体感読み込み速度を向上させます。 PNG（Portable Network Graphics、ISO 15948、W3C 勧告 2003 年）は可逆フォーマットです。各行がフィルタリングされ（None、Sub、Up、Average、Paeth。各行で圧縮性を最大化するフィルターが選択されます）、フィルタリングされたスキャンラインが DEFLATE 圧縮（ZIP と同じ LZ77 + Huffman チェーン）されます。PNG はインデックス（パレット）モード（256 色以下）、RGB、RGBA（1、2、4、8、16 ビット/チャンネル）をサポートします。インデックス PNG はアイコン、線画、UI 要素に最も省スペースなフォーマットです（1 ビットのロゴは数 KB ですむ場合があります）。可逆は全ピクセルが正確に往復変換されることを意味し、UI アセット、科学画像、再編集予定の画像に不可欠です。 WebP（Google、2010 年、RFC 9649 / ISO/IEC 23000-22）は汎用性の高い近代フォーマットです。非可逆 WebP は VP8 イントラフレームコーディング（WebM 動画と同じ DCT ベースのコーデック）を使用し、同等の知覚品質で JPEG より 25-35% 小さいファイルを生成します。可逆 WebP は予測フィルタリング + エントロピーコーディングを使用し、PNG より 26% 小さいファイルを生成します。WebP は両モードでアルファチャンネルとアニメーション（アニメーション WebP は GIF の近代的な代替）をサポートします。エンコードは JPEG より若干遅く、デコードは近代的な CPU では SIMD 加速（libwebp の neon/sse2 パス）により同等の速度です。 AVIF（AV1 Image File Format、ISO/IEC 23000-22）は AV1 ベースの後継フォーマットです。AV1 は Alliance for Open Media（Google、Mozilla、Apple、Microsoft、Netflix 等）によるロイヤリティフリーコーデックで、65 方向のイントラ予測モード、6 タップフィルター、64x64 スーパーブロック、コンテキスト適応型エントロピーコーディングなど、より高度なツールを使用しています。結果として同等 SSIM で WebP より 20% 小さく、特に非常に低ビットレートでは JPEG を大幅に上回ります。エンコードはより豊富な予測探索のため WebP の 5-10 倍遅く、デコードは近代的な GPU（Intel Tiger Lake+、Apple M1+、最新の Adreno）でハードウェア加速されます。AVIF は 8/10/12 ビットカラー、アルファ、広色域（BT.2020、Display P3）をサポートし、HDR コンテンツのフォーマットとして最適です。 その他のフォーマット: HEIC/HEIF（ISO 23008-12、iOS 11 以降の Apple デフォルト）は H.265/HEVC ベースで AVIF と同等の機能を持ちますが、HEVC の特許環境は複雑です。JPEG XL（ISO 18181）は可逆 JPEG 再圧縮と AVIF を上回る非可逆圧縮を備えた実験的な JPEG 後継フォーマットで、Chrome と Firefox がサポートし、Safari のサポートは部分的です。コンバーターページでの実用的なフォーマットは JPEG、PNG、WebP、AVIF、GIF（ブラウザでアニメーションに対応する最後のフォーマット、256 色に制限あり）です。 色空間とアルファは 2 つの落とし穴です。サーバー側の libvips はデフォルトで sRGB に変換し、ソースが Adobe RGB（カメラ RAW で一般的）の場合はデコード時に色変換が発生します。アルファについて、JPEG、BMP、GIF（非アニメーション）はアルファチャンネルを持たないため、透明ピクセルは背景色（通常は白、本ページで設定可能）に合成されます。RGBA PNG を背景色を選択せずに JPEG に変換すると、ユーザーを驚かせる黒または透明の結果になります。高品質の印刷ワークフローでは CMYK 出力が適切なフォーマット（PDF/X-1a または ICC プロファイル埋め込み TIFF）であり、汎用の Web コンバーターでは通常 CMYK JPEG を生成できません。これには ImageMagick や Ghostscript を用いた専門の印刷前処理パイプラインが必要です。

• PNG 可逆圧縮: 各スキャンラインをフィルタリング（None / Sub / Up / Average / Paeth）し、フィルタリングされたバイトを DEFLATE 圧縮（LZ77 + Huffman、ZIP と同じファミリー）。インデックスモード（256 色以下）はアイコンと UI アセットに最も省スペースな選択肢です。
• JPEG 非可逆圧縮: 8x8 ピクセルブロック → 8x8 Type-II DCT → 8x8 量子化行列（Q テーブル）で除算 → ジグザグスキャン → Huffman コーディング。8x8 ブロックが低品質時に JPEG に「ブロックノイズ」が現れる原因です。YCbCr とクロマサブサンプリング（4:2:0 / 4:2:2 / 4:4:4）でクロマバイトを 50% 以上節約します。
• WebP（Google、2010 年、RFC 9649）: 非可逆は VP8 イントラフレームを使用（同一 SSIM で JPEG より 25-35% 小さい）、可逆は予測フィルタリング + エントロピーコーディング（PNG より 26% 小さい）。アルファとアニメーションをサポート。エンコードは JPEG より遅く、デコードは SIMD 加速で同等。
• AVIF（AV1 Image File Format、ISO 23000-22）: AV1 ベース、同一 SSIM で WebP より 20% 小さい。65 方向のイントラ予測モード、6 タップフィルター、64x64 スーパーブロック。エンコードは WebP の 5-10 倍遅く、デコードは Intel Tiger Lake+、Apple M1+、最新の Adreno でハードウェア加速。8/10/12 ビット、アルファ、広色域（BT.2020、Display P3）をサポート。
• アルファチャンネルの処理: PNG / WebP / AVIF / GIF はアルファをサポート。JPEG / BMP はサポートしないため、透明ピクセルは設定された背景色（通常は白）に合成されます。RGBA PNG を背景色を選択せずに JPEG に変換すると、黒または透明の予期しない結果になります。
• 色空間: カメラ RAW は Adobe RGB、画面表示は sRGB、印刷は CMYK。サーバー側の libvips はデフォルトで sRGB に変換し、変換時の色空間の不一致は色ずれの原因となります。CMYK 出力（PDF/X-1a、ICC プロファイル付き TIFF）には汎用の Web コンバーターではなく専用の印刷前処理パイプラインが必要です。
• その他のフォーマット: HEIC/HEIF（H.265 ベース、iOS 11 以降の Apple デフォルト）は AVIF と同等だが HEVC の特許問題が複雑。JPEG XL（ISO 18181）は実験的な JPEG 後継でレガシー JPEG の優れた非可逆・可逆再圧縮を提供。GIF（1987 年、256 色アニメーション）はブラウザ対応のアニメーションラスターフォーマットとして唯一現存。
• 品質パラメータの対応: WebP と AVIF は SSIM 指標の品質（0-100 をターゲット SSIM に対応）、JPEG は Q テーブルのスケーリング係数、PNG は可逆のため「品質」はフィルター戦略のみを制御。SSIM は知覚指標でありピクセル正確性ではありません。95 SSIM は元と区別がつかず、80 SSIM が「Web に適した」一般的なポイント、60 SSIM でアーティファクトが見え始めます。