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vipsによるピラミダルタイルTIFF作成と圧縮方式の比較
はじめに
高解像度画像をWeb上で快適に閲覧するためには、ピラミダル構造（複数解像度）とタイル分割が不可欠です。本記事では、vipsを使用してJPEG2000画像からピラミダルタイルTIFFを作成し、各圧縮方式のファイルサイズを比較検証しました。
検証環境
- vips 8.17.3
- macOS (darwin)
- 元画像: 764029-1.jp2 (274MB)
- 出典: 国立公文書館デジタルアーカイブ
vipsコマンド
JPEG圧縮（非可逆）
# 品質100（ほぼ無劣化）
vips tiffsave input.jp2 output_q100.tif --tile --pyramid --compression=jpeg --Q=100
# 品質75（バランス型）
vips tiffsave input.jp2 output_q75.tif --tile --pyramid --compression=jpeg --Q=75
# 品質25（高圧縮）
vips tiffsave input.jp2 output_q25.tif --tile --pyramid --compression=jpeg --Q=25
ロスレス圧縮
# Deflate圧縮（zlib）
vips tiffsave input.jp2 output_deflate.tif --tile --pyramid --compression=deflate
# LZW圧縮
vips tiffsave input.jp2 output_lzw.tif --tile --pyramid --compression=lzw
# 無圧縮（4GB超の場合はBigTIFF形式が必要）
vips tiffsave input.jp2 output_none.tif --tile --pyramid --compression=none --bigtiff
検証結果
| ファイル | 圧縮方式 | サイズ | 元ファイル比 | 備考 |
|---|---|---|---|---|
| 元ファイル | JPEG2000 | 274MB | - | 入力 |
| q25.tif | JPEG Q=25 | 57MB | 0.21x | 非可逆・高圧縮 |
| q75.tif | JPEG Q=75 | 167MB | 0.61x | 非可逆・バランス |
| q100.tif | JPEG Q=100 | 2.4GB | 8.8x | 非可逆・高品質 |
| deflate.tif | Deflate | 2.8GB | 10.2x | ロスレス |
| lzw.tif | LZW | 3.2GB | 11.7x | ロスレス |
| none.tif | 無圧縮 | 4.3GB | 15.7x | ロスレス |
画質比較
JPEG圧縮の品質による違いを視覚的に比較しました（左から Q=25, Q=75, Q=100）。
Q=25では文字の輪郭にノイズが見られますが、Q=75以上ではほぼ劣化を感じません。
考察
JPEG圧縮
- Q=25: 元ファイルの約1/5。文字の輪郭などにJPEG特有のノイズが見られる。プレビュー用途向け
- Q=75: 元ファイルの約6割。品質とサイズのバランスが良く、多くの用途で推奨（vipsのデフォルト値）
- Q=100: ロスレスに近いが、ファイルサイズはロスレス圧縮より小さい
ロスレス圧縮
- Deflate: ロスレス圧縮の中で最も効率的（2.8GB）
- LZW: Deflateより約14%大きい（3.2GB）
- 無圧縮: 4GB超のためBigTIFF形式が必要
JPEG2000との比較
元のJPEG2000ファイル（274MB）は非常に効率的な圧縮を実現しています。JPEG2000はウェーブレット変換を使用しており、TIFFのJPEG圧縮（DCT変換）とは異なるアルゴリズムです。
ただし、JPEG2000はブラウザでの直接表示に対応しておらず、IIIFサーバー経由でのタイル配信が必要です。ピラミダルTIFFは多くのIIIFサーバー（Cantaloupe等）でそのまま利用可能です。
用途別推奨設定
| 用途 | 推奨設定 | 理由 |
|---|---|---|
| アーカイブ保存 | Deflate | ロスレスで最小サイズ |
| Web配信（高品質） | JPEG Q=75〜85 | 品質とサイズのバランス |
| Web配信（速度重視） | JPEG Q=50〜60 | 高速転送 |
| 印刷用途 | JPEG Q=90〜100 | 高品質維持 |
まとめ
vipsを使用することで、高解像度画像から効率的にピラミダルタイルTIFFを作成できます。圧縮方式の選択は用途に応じて行い、一般的なWeb配信にはJPEG Q=75が推奨されます。
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