24bit画像の画像編集での劣化について

Question

色空間のウィキペディアの説明に
24bitでは画像編集の過程で劣化が無視できないため、48bit（各色16bit）などより多ビットで扱うことがある
という表記があります。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E8%89%B2%E7%A9%BA%E9%96%93

これを読んで、画像編集の過程とはどんな作業を言うのかという疑問が起こり以下のような質問をしました。
http://qa.itmedia.co.jp/qa7896553.html
得た回答は
ソフトに画像を貼り付けトリミングや、画像の貼り付けを行っただけでも、
ｊｐｅｇは周辺情報を元に画像を構成するため、周辺情報が変化すれば編集部分以外も変化シ劣化するということでした。

ここでは、JPEGについての回答は得ましたが、24bitPNGや24bitTiffでの場合はどうなるのでしょうか

anaguma99 · Accepted Answer

一応補足しておきますが、先の回答でも書きましたが、
トリミングしても劣化はしません。

貼り付けというのがどういうことを
想定しているのかわかりませんが、
例えばTIFF画像の一部を別のTIFF画像に貼り付ける
というような場合であれば
これも劣化することはありません。
先のＱ＆Ａでトリミングや貼り付けで劣化するとあるのは、
あくまでもJPEG保存に伴う劣化です。

なお、これは8bitとか16bitの件とは関係ない話です。
非圧縮・可逆圧縮フォーマットで
データの読み書きをしている限りにおいて、
切り抜き・貼り付け等の加工をしても
それによって劣化することはありません。

画質が劣化するのは
明るくする・暗くする
色合いを変える
といった加工を行った場合であり、
このときに8bit超のデータなら余裕がある
ということです。

なお、先の質問でリンクのついていた
RAWの話についても補足しておきますが、
RAWは画像化する以前のデータなので
ホワイトバランス（色合い）が適用されていません。
（撮影時の色合い設定は別途記録されていますが）
RAWで保存しておいて、
現像時に適切な色合いを適用する場合、
それによる劣化はありません。
これに対して、RAWを一旦TIFFなどで現像して、
それから色合いを変更すれば劣化します。

ただしこれは色合いに限定した話で、
明るさを変更する場合はRAWからの編集でも劣化します。

parts · Answer

面白い質問ですね。

しかし、色空間のWikiでなぜ最初に圧縮がテーマとなるのかが、私には疑問です。本来は、本人が出力（一般の人であれば、写真の印刷、掲示物の印刷、ビデオコンテンツの編集テレビでの視聴）などで気になったことがないなら、無視してよい要素です。
私の回答は、長いので、心して読んでください。

このWikiに書かれているテーマは、色空間（カラースペース）についてのテーマですから、それに基づけば、カラースペース（Windowsでいえば、カラープロファイル）に何を用いるのかで、生じるビット割り当ての変化（階調の少なさ）を色劣化とするケースが1点。これは、厳密には劣化ではなく、見栄えの違いが、色の劣化に見える。または、それによって正しい色を誤認し編集劣化を招くというのが正しいかな？

例として言えば、例えばプロファイルのカラーチャートにおいて、赤が突出して濃淡を再現でき、広いカラースペースを用いたカラープロファイルで処理した画像は、青系に強いカラープロファイルで処理すると、青の濃淡にばらつきがみられ、赤は再現性が不足しおとなしいものになるかもしれません。基本的に、24bitでは、各色8ビットを基本としていますが、表示や出力に使うカラーチャートの再現性は、デジタル処理の都合上、色空間に若干の差異が生じていることが多いのです。

そこで、色をハード（またはソフト）に合わせて管理するカラーチャート表が必要になるのです。それが、色空間を管理するプロファイル（ICCプロファイル）です。一般に、色空間には、YCC、YUV、RGB、CMY、CMYKなどがありそれぞれに特性が異なります。

一般に、これを身近に理解できるのは、デジタルカメラで、ホワイトバランスが蛍光灯なのか、屋外の晴れた空なのかによって、色の情報を変化させるのと同じです。白は光の色によっても変化しますからね。
これの場合は、データ保存の段階でそのように補正されますけど、モニターやプリンタなどの出力デバイスも同じで、それぞれのハードが持つ色の要素とカラープロファイルが指示する色情報に基づいてリアルタイムに出力しています。それを、データの段階や編集の段階でより細かく（24Bitより多ビット化）することで、下の階調レベル（24bit）に出力する際でも、最適化がしやすいのが、36bit～48bitカラーの特徴なのです。

そのため、詳細な編集（マスター編集）を行う場合は、各色に与える色の濃淡をより多ビットにして、そこから適正なカラープロファイルに、ダウンコンバートする手法が用いられる場合があるのです。
要は、家庭で行う写真印刷やポスター印刷の領域ではなく、商用メディア媒体として使う場合、ポスター用、動画コンテンツ、写真などあらゆる用途に同じコンテンツを使う場合、それらに最適化する過程で発生する出力差を極力減らすための手段だと思ってください。

多ビットでは、濃淡の情報がより細かいため、フルカラーのテレビ（YUV)やPCモニター（sRGB/Adobe RGB)、写真（CMY/CMYK等）、ポスター（CMY/CMYK等）などにダウンしても、そのプロファイルに合った濃淡を再現しやすく編集も少なく、マスターも最小で済む場合があります。しかし、同じ24bitで処理すると、色空間の一部が不整合となり、欠落して（実際にデータとして存在するが、そこまで再現できないか、再現しているつもりでも、正しい色ではない状況に）見えるようになります。
これが、色空間における劣化です。これは、必ず何らかの出力デバイスに出力すれば生じる問題です。

まあ、端的に言えば、モニターと印刷物の色が一致しない現象などが該当します。これだけで十分だったかな？

これが、まず1点です。尚、24bitで、メディアミックス処理（複数のメディア媒体で同じ映像や画像を使うこと）をする場合、一般に撮影画像ならRAW（生）でない限りは、この問題が生じる可能性があります。
尚、RAWの場合は、データの現像（画像データへの変換）をその都度それに合わせて行うため、生じないというよりは、その都度ユーザーでパラメーターを設定するのが普通の作業なので、手間がかかる反面、この空間にとらわれることがないのです。（現像時の設定に合わせて、色空間が最適化されます）

尚、この変化を極端に問題視するのは、普通の人ではほぼいないと思われます。一部のアマチュア写真家などが、気にする程度で、その人たちでもDeep Color化をしてまで徹底的にこだわる人は稀です。
ここまで、手を掛けると出力デバイスも編集デバイスも、普通のもので気が済む人は多分いないでしょうし、そもそも、仕事かよほど趣味でお好きな人で、拘りが強い人でなければ、やりません。相当金がかかります。（本気なら3ケタ万が最小かな・・・）

もう一つは、圧縮によるものです。これは、写真でも動画でも起きることです。
そして、一般に可逆圧縮（Lossless/損失のない圧縮）や非圧縮（圧縮しない状態）であれば、生じないものです。

これが、一般に想像がつくものです。質問者様が質問されているのは、この部分だと思われますが、たぶんこの要素は、さほど大きくないかもしれません。
なぜなら、これは色に限らず判りきったことであり、48bitにしても、非可逆圧縮（不可逆圧縮ともいう/Lossy/視覚的聴覚的など5感的に人が識別しにくい部分をカットして圧縮する手法）の形式なら必ず劣化しますので、色空間の概念より、圧縮の方式を可逆などに見直した方が効果的です。

これが、色空間において直接的な問題になるとすれば、上記のように別の出力デバイスに色変換するときです。その時に、編集過程で多ビット化して、編集後に24bitに戻すといったことはするかもしれません。

ここまでが、色空間に関する回答です。

ここからは、圧縮に関する回答です。

尚、非可逆圧縮については、編集をすればどんな編集であっても（写真の縦横の向き変更、切り取りなど画像の内容を触らない場合は、劣化しない方法もあるが、それはソフトの処理仕様によるため絶対に劣化しないとは言えない。

必要なら利用しているソフトメーカーサポートに確認を）、保存を非可逆で行い再エンコード（再圧縮）を行えば、必ず劣化します。それが、JPEGであろうが、GIFFであろうが関係ありません。これは、色空間の問題ではなく、圧縮アルゴリズムの問題です。尚、メモリワークスペース上（ソフトウェア上）で処理を適用しているだけなら、その圧縮方式固有の劣化は発生していません。
適用した後に、画像データとして保存した時に、TIFF（未圧縮/可逆圧縮またはJPEGベースの非可逆がある）なのか、JPEG（非可逆）なのか、それともPNG（可逆）なのかによって、データはそれに合わせてエンコードされ非可逆なら劣化するのです。

逆に言えば、編集ソフトでただ開いて、何も編集せずに上書き保存しても、ソフトによっては非可逆ならさらに劣化します。しかし、編集ソフトで開いて編集して、可逆のPNGで保存すれば、次に開いても、PNGですから、保存前と同じ画像状態で表示できます。

以上のようになります。
要は、圧縮による劣化は、非可逆で圧縮（再圧縮）保存をするかどうかだけであり、難しく考える必要などないのです。

anaguma99 · Answer

前回の質問及び回答も含めて、
JPEG圧縮に伴う画像劣化の話と
画像編集に伴う画像劣化の話が
ごちゃごちゃになっているように思われます。

まずは、パソコンに表示する上では
各色8bitで3色＝24bitとなります。
元のデータがそれ以上あっても同じです。
（各色8bitにダウンコンバートして表示される）

画像編集の過程で劣化するというのは、
例えば明るくする・暗くするといった加工を行う場合に、
各色8bitの画像からそれを生成するのと
各色16bitの画像からそれを生成するのでは、
後者の方が余裕がある分、
最終的に表示用に8bitとなった場合の
劣化（異常）が少ないということです。

それは最終的に各色8bitとして保存した場合もそうですし、
16bitデータのままで保存して、
パソコン上でのダウンコンバート処理で
8bit表示される場合も同じです。

したがって、劣化を抑えようと思うなら、
編集過程では16bitのままとした方がよいです。

なお、ここまでの話はJPEG圧縮が入ると話がおかしくなるので、
あくまでも非圧縮（TIFFなど）・可逆圧縮（PNGなど）
の話になります。
当然、編集過程では非圧縮・可逆圧縮のままがよいです。

なお、トリミングしても
非圧縮・可逆圧縮保存であれば、
8bitだろうが、16bitだろうが
画像が劣化することはありません。

JPEG保存で劣化するのは確かにその通りですが、
ここでは8bitや16bitの話は関係ありません。
そもそもJPEGに16bitはありません。

meg68k · Answer

おはようございます。

wikiで書いているものは画像処理の話であり、画像貼り付けなどは
ファイル展開・保存時の非可逆圧縮による劣化だと思うのです。

例えばかなりいい加減な説明ですが、画像処理で異常に拡大する場
合、ドットによる色差が見えてしまう為、拡大誤差を小さくするた
めに中間色を用意したりしますが、24bit画像で中間色を用意するに
はもっと深い色情報が必要になります（48bitとか）。

それに対して画像の貼り付け時というのはjpegは非可逆の圧縮フォー
マットなのでファイルを展開・保存する際、必ず劣化しています。
24bitPNGや24bitTiffは可逆の圧縮なので展開・保存時には劣化は発
生していません。

24bit画像の画像編集での劣化について

一応補足しておきますが、先の回答でも書きましたが、

面白い質問ですね。

この回答への補足

前回の質問及び回答も含めて、

この回答への補足

おはようございます。

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