初心者から上級者まで納得する「JPEG」完全ガイド：仕組み・設定・実践テクニック

2025年12月16日 2025年12月16日

エバープレイ編集部

はじめに

JPEG（Joint Photographic Experts Group）は、デジタル写真の保存と配布で最も広く使われている画像フォーマットの一つです。1992年に標準化されて以来、デジタルカメラ、スマートフォン、Web、電子メールなどほぼすべての場面で利用されています。本コラムでは、JPEGの技術的な仕組み、種類、画質と圧縮のトレードオフ、実務的な最適化方法、そして現代の代替フォーマットとの比較まで、写真愛好家やWeb担当者が知っておくべきポイントを詳しく解説します。

JPEGの基本と歴史

JPEGは正式にはITU-T T.81 / ISO/IEC 10918-1として規格化され、主に離散コサイン変換（DCT）を使った可逆でない（ロスィー）圧縮を特徴とします。標準には複数のモード（ベースラインDCT、プログレッシブ、算術符号化やロスレスモードなど）が含まれますが、多くの実装ではベースライン（8×8ブロックのDCT＋量子化＋ハフマン符号化）が採用されています。

圧縮の仕組み（簡潔な技術解説）

カラー変換：画像は通常RGBから輝度（Y）と色差（Cb、Cr）への変換（YCbCr）を行います。これは人間の視覚が輝度情報に対して色差情報より鋭敏であることを利用したものです。
クロマサブサンプリング：色差成分は下位解像度にサンプリングされることが多く、4:4:4（無変換）、4:2:2、4:2:0などの形式があります。Web/写真用途では4:2:0が一般的です。
ブロック分割とDCT：画像は8×8ピクセルのブロックに分割され、各ブロックに対して2次元DCTが適用されます。DCT係数は基底周波数ごとの情報を表します。
量子化：DCT係数は量子化マトリクスで割られ、丸め（切り捨て）されます。この量子化ステップが情報の主要な損失源であり、圧縮率と画質のトレードオフを決定します。
符号化：量子化後の係数はランレングス符号化やハフマン符号化（ベースライン）で可逆圧縮され、ファイルに格納されます。標準には算術符号化も含まれますが、実装では特許や互換性のために使われないことが多いです。

JPEGのバリエーション

ベースラインJPEG：最も普及している方式。ハフマン符号化を使用し、多くのソフトやハードで互換性が高い。
プログレッシブJPEG：データを複数のスキャンに分け、最低解像度の簡易な画像を先に表示することで、ページ表示の初期体験を良くします。Webではユーザーの体感速度改善に寄与します。
ロスレス/予測モード：標準にはロスレス圧縮や予測符号化のモードも含まれますが、一般的なフォト用途ではほとんど使われていません。

色空間とメタデータ

JPEGファイルは通常sRGBやAdobe RGBなどの色空間を前提に扱われますが、色管理のためにICCプロファイル（APP2領域）を埋め込むことができます。さらに、Exif（撮影情報：カメラ設定、撮影日時、位置情報など）はAPP1領域に保存されます。Web公開時は、一般的にsRGBに変換してICCプロファイルを埋めるのが安全です（多くのブラウザはsRGBを前提に描画します）。

画質劣化とアーティファクト

JPEG圧縮は量子化の影響で次のようなアーティファクトを生みます。

ブロッキング（ブロックノイズ）：8×8ブロック境界が目立つ現象。高圧縮（低品質設定）で顕著になります。
リングイング（輪郭のにじみ）：高周波成分の欠落によりエッジ周辺に見られるゴースト状のノイズ。
カラーのにじみ・ムラ：クロマサブサンプリングや量子化によって色が正確に再現されないことがあります。

重要な点として、JPEGは「再圧縮」に弱いことが挙げられます。すでにJPEGで圧縮された画像を編集して再保存すると、さらに量子化による劣化が積み重なります。撮影→編集→保管のワークフローでは、原則としてRAWやTIFFなどの非圧縮（あるいはロスレス）フォーマットで編集作業を行い、最終版のみをJPEGで書き出すのが推奨されます。

実務的な最適化と設定（写真家・Web担当者向け）

品質設定の目安：エディタやエンコーダによって同じ数値（例：Quality=80）の見え方は異なります。一般的には80〜90台で視認できる損失を抑えつつファイルサイズを削減できます。重要なプリント用途では90以上を検討してください。
色空間とプロファイル：Web用途はsRGBに変換して埋め込む。プリントや色精度が重要な場合はAdobe RGBなどの広色域を保持し、対応ワークフローで管理する。
プログレッシブ化：Web表示ではプログレッシブJPEGを利用するとユーザー体験が向上することがあります。画像の初期表示が早く、視覚的な読み込み感が良くなります。
最適化ツール：保存後に最適化ツール（jpegtran、jpegoptim、mozjpegのcjpegなど）を使うことで、可逆的な最適化やより効率的なエンコードが可能です。mozjpegは視覚的品質を維持しつつファイルサイズを削減することに注力した実装です。
ロスレストリミング・回転：jpegtranのようなツールは、再圧縮を伴わずにJPEGの回転やトリミングを行うことができます。何度も編集する可能性がある場合は活用しましょう。

Webとパフォーマンス（表示速度との関係）

Webではファイルサイズが表示速度に直結します。JPEGは依然として写真の配信に最適化されたフォーマットであり、大きな互換性を持ちます。だが、より新しいコーデック（WebP、AVIFなど）は同じ画質でより小さいサイズを実現する場合があります。多くのサイトでは、ブラウザの対応状況に応じてJPEGと新フォーマットを使い分ける実装（srcsetやpicture要素）を採用しています。また、CDNや画像処理サービスを使うと、配信時に自動で最適なサイズ・フォーマットに変換できます。

JPEGと他フォーマットの比較

JPEG vs PNG：PNGは可逆圧縮で透明度を扱えるため、図やロゴに向きます。写真用途ではJPEGのほうがファイルサイズが小さく実用的です。
JPEG vs JPEG 2000 / JPEG XR：JPEG 2000やJPEG XRは技術的に優れる点（高効率な圧縮、可逆モード、高ダイナミックレンジ対応など）がありますが、互換性や普及度の点でJPEGに劣ります。
JPEG vs WebP / AVIF：WebP（Google）やAVIF（AV1ベース）は同等画質でより高圧縮が可能です。ブラウザ対応が進むにつれ、Webではこれらを併用するケースが増えていますが、完全な置き換えには互換性やツールチェーンの面で課題が残ります。

実務上のチェックリスト（カメラ→Web公開まで）

重要な撮影はRAWで保存し、編集後にJPEGを書き出す。
Web用はsRGBに変換し、必要な解像度にリサイズする（画面表示以上の解像度は不要）。
画質設定はエンコーダでテストし、視覚的に許容できる最小サイズを選ぶ。
Exif情報の扱い（削除するか残すか）を用途に応じて決める。プライバシーのために位置情報を削除することを検討する。
配信前にmozjpegやjpegoptimなどで最適化を行う。必要に応じてプログレッシブ化する。

まとめ

JPEGは古くから使われているフォーマットですが、写真表現において今も重要な位置を占めています。DCTと量子化に基づく効率的な圧縮は、ファイルサイズと画質のバランスを取りやすく、互換性とエコシステムの豊富さが大きな強みです。一方で、アーティファクトや再圧縮による劣化、色管理の注意点など、扱い方を誤ると画質低下を招きます。本稿で挙げた原則（RAWで編集→最終出力のみJPEG、sRGB化、適切な品質設定、最適化ツールの活用）を守れば、実務で十分に高品質なJPEG運用が可能です。将来的にはWebPやAVIFの普及が進むでしょうが、当面はJPEGの知識は必須のスキルであり続けます。