【画像生成AI】 PNG でまだ大丈夫？　JPEG, WebP, AVIF の容量と画質を徹底比較！

2025年7月19日 09:57

はじめに

こんにちは、きまま / Easygoing です。

今回は、イラストの画質を考えるときに重要な画像フォーマットについて考えます。

現在、主に使われているのは次の４つの画像フォーマットです。

JPEG は 1990 年代の前半に、文字データと比較して容量の大きかった画像データを効率的に圧縮するために制定されました。

JPEG は画質が劣化する 非可逆圧縮 ですが、そのおかげで画像の容量をかなり小さくすることできます。

PNG は 1996 年に登場しました。PNG は透過画像を扱うことができ、JPEG より圧縮率は低いものの画質が劣化しない 可逆圧縮 が特徴です。

2010年代になると、JPEG と PNG の後継としていくつかのフォーマットが登場しますが、2020年9月に Apple が Google の開発した WebP をサポートしたことにより、後継がほぼ WebP に決まりました。

2018 年に登場した AVIF は、WebP を上回る画質と圧縮率を実現できるとして、WebP とともに 次世代のフォーマット として注目されています。

なお、次世代フォーマットの WebP と AVIF は、可逆圧縮 と 非可逆圧縮 の両方をサポートしています。

それでは、実際のイラストで容量を比較してみます。

各フォーマットの 品質設定 は次の値を使います。

まずは、アップスケラーを使って高解像度で生成したイラストを、そのまま圧縮してみます。

青色のグラフは画質の劣化の無い 可逆圧縮、紫色は劣化のある 非可逆圧縮 を示しています。

高解像度のイラストでは、可逆圧縮は WebP と AVIF は元の PNG より 5～15 % ほど容量が小さくなっています。

それに対して、非可逆圧縮はもとの容量の 6〜15 % の容量になり、JPEG, WebP, AVIF いずれの形式でも 容量を大幅に削減 できることが分かります。

非可逆圧縮は容量を大幅に削減できますが、画質はどうなるでしょうか？

今度は、圧縮による元画像からの変化を、MAE と SSIM で測定してみます。

高解像度の圧縮では、MAE・SSIM の類似度はともに 99 % を超えていて、これは 肉眼では全く違いが分からない レベルです。

それでは、実際のイラストを確認してみます。

なお、note では画像は自動で非可逆 WebP に変換して配信されるので、英語版のページでより正確な違いを確認できます。

高解像度のイラストは、適切に設定すれば 非可逆圧縮でも劣化することはほぼありません。

今度は、容量をさらに節約するために、解像度を note の実際の画像の表示サイズ（372 x 372）に縮小したイラストで試してみます。

低解像度のイラストでは、圧縮の効果は高解像度の時よりも劣りますが、それでも非可逆圧縮だと元の 20% 程度の容量まで削減できています。

続いて、低解像度のときの画質の劣化を確認します。

低解像度では、先ほどと比べて特に MAE の類似度 が低下していて、オリジナルのイラストから カラーの情報 が失われていることを示しています。

MAE 類似度の 98 % は、パッと見では違いは分かりませんが、拡大して比較すると違いを感じるレベルです。

画像のフォーマットに注目すると、非可逆圧縮の容量と画質のバランスは、AVIF > WebP > JPEG の順で、やはり新しいフォーマットが容量と画質のバランスに優れていることが分かります。