JPEGノイズとは？発生する理由と直し方

JPEGは、人が気づきにくい情報を捨てることで画像を小さくします。これは3つの段階で行われます。

まず、目は細かな色の違いに鈍感なので、色の情報を明るさより低い解像度で保存するのが一般的です。これをクロマサブサンプリングといいます。次に、画像を8 × 8ピクセルのブロックに分け、各ブロックをなめらかなものから細かいものまで、単純な波模様の組み合わせとして表します。最後に、その値を丸めます。なめらかな模様は比較的正確に残り、細かな模様はほとんど捨てられます。

画質設定は、この丸めの強さを決めるものです。高画質なら失われる情報は少なく、元の画像とほとんど見分けがつきません。低画質では、8 × 8の各ブロックがわずかな大まかな模様だけになります。JPEGノイズはすべてこの過程から生まれ、捨てられた情報はファイルのどこにも残っていません。

ブロックノイズはもっとも見分けやすい劣化です。8 × 8の各ブロックは個別に圧縮されるため、隣り合うブロックの境目が合わなくなり、うっすらと四角い格子が現れます。空や壁、肌などのなめらかな部分や、暗い影の部分でよく目立ちます。

リンギングはモスキートノイズとも呼ばれ、くっきりした輪郭のまわりに現れます。鋭いエッジを表すには細かな波模様が必要ですが、それが捨てられると、エッジのまわりに波紋が生じて隣の平らな部分にはみ出します。その結果、文字やロゴ、空を背景にした髪、建物の輪郭のまわりに、ちらちらした点のにじみができます。くっきりしたエッジだらけのスクリーンショットや図版は、特に影響を受けやすくなります。

バンディングは、なめらかなグラデーションを目に見える段差に変えてしまいます。明るい色から暗い色へと移り変わる空が、平らな縞模様の連なりになります。8ビット画像を強く編集してもバンディングは起こりますが、強いJPEG圧縮はその可能性を大きく高めます。

色のにじみは、クロマサブサンプリングと、色を明るさより強く圧縮することから生じます。鮮やかな色が物の輪郭からはみ出し、輪郭はシャープなのに赤や青の細部がぼやけて見え、色付きの小さな文字が読みにくくなります。

膨大な数の写真を扱うプラットフォームでは、写真を小さくしておく必要があります。小さなファイルは保存コストが安く、表示が速く、モバイルデータの消費も少ないからです。そのため、ほとんどのプラットフォームはアップロードされた写真を表示する最大サイズに縮小し、自分たちが決めた画質でJPEGとして保存し直します。たとえばInstagramのヘルプセンターには、写真は最大1080ピクセルの幅で保存されると書かれています。WhatsAppのヘルプセンターには、共有時にメディアは通常圧縮されるため、元より画質が下がることがあると書かれています。

妥当な画質での圧縮が1回だけなら、たいてい問題はありません。問題は世代劣化です。JPEGを開いてJPEGとして保存し直すたびに、前の劣化の上にまた丸めが行われます。チャットアプリで送られ、保存され、Instagramに投稿され、スクリーンショットされてまた共有された写真は、4〜5回圧縮されていることもあります。

編集でも圧縮の回数は増えます。JPEGを開いて明るさを調整し、JPEGで保存すれば、それで1回です。いくつものアプリでこれを繰り返すのは、良い写真がまだらになってしまうもっともよくある原因のひとつです。

画質を上げるにはJPEGをPNGに変換すればよい、というアドバイスをよく見かけます。PNGは可逆圧縮で、すべての画素を正確に保存します。そのため新たな劣化は防げますが、すでにあるブロックやにじみも正確に保存してしまいます。結果は、同じように劣化した画像が、ずっと大きなファイルになるだけです。

PNGは、補修したあとの画像を保存する形式として、またスクリーンショットや図版を最初から保存する形式として最適です。しかし、すでに画素に入り込んだ劣化を元に戻すことはできません。

従来のデブロッキングフィルターは、ブロックの境目をなめらかにし、リンギングをぼかして消します。軽い劣化には効果がありますが、単純なフィルターではブロックの境目と本物のエッジを見分けられないため、画像全体が柔らかくなってしまいます。

AIによるJPEGノイズ除去は、圧縮された画像ときれいな画像の多数のペアで学習しています。劣化がどう見えるか（8 × 8の格子、エッジ横の波紋、段差のついたグラデーション、ずれた色）を学び、本物のエッジは残したまま、そうしたパターンを取り除きます。

どのツールを使うかは、画像の種類によって決まります。

• スクリーンショット、図版、ロゴ、文字を含むもの：高画質化が同じサイズのまま圧縮劣化を取り除き、検出した文字は描き直さずに保護します。写真のために作られたモデルなので、平らな部分と重要な言葉はすべて元の画像と見比べてください。新しいPNGのコピーが手に入るなら、そちらを使ってください。
• チャットアプリで画質が落ちたスマホ写真（夜のザラつきが重なっていることも多い）：圧縮とノイズをまとめて取り除く高画質化を使ってください。手順はLINEで写真の画質が落ちるときの直し方で説明しています。
• 小さすぎる画像でもある場合：先にJPEGノイズを取り除いてから拡大してください。アップスケーラーはブロックやにじみもほかの部分と一緒に拡大するので、4倍に拡大すると8ピクセルのブロックは32ピクセルのブロックになります。

手元でいちばん圧縮の少ない画像を探しましょう。転送されたものやスクリーンショットではなく、最初にアップロードされた元の画像や、チャットで最初に届いたものです。上のリストから合うツールを使い、画面に合わせた表示ではなく100%表示で元の画像と結果を比べてください。

補修した画像はPNG、または高画質設定のJPEGで保存しましょう。そうしないと、次の保存でせっかくきれいになった結果の上に新たなJPEGノイズが加わってしまいます。

JPEGノイズ除去は劣化を取り除くものです。圧縮で捨てられたものを必ず取り戻せるわけではありません。強く圧縮された画像では、髪や草、布の織り目などの細かな質感が平らなまだらになっていることがあります。質感を加えないツールは、そうしたまだらをきれいにして残ったエッジを保ちますが、なめらかなままです。

当社の高画質化モデルを含む一部のツールは、写真が失った部分に自然に見える細かな質感を補います。これで写真の平板さは和らぎますが、その質感はもっともらしいものであり、元のものではありません。旅行の写真なら問題ありませんが、証拠には使えません。

いちばんはっきりした限界は小さな文字です。圧縮で文字がにじんでしまっていれば、JPEGノイズを取り除いてもにじみがきれいになるだけで、読めるようにはなりません。当社のツールはどれも文字を推測しません。

JPEGの劣化の多くは、いくつかの習慣で防げます。

• カメラやスマホの元のファイルを残しておき、保存し直したコピーではなく元のファイルから共有しましょう。
• WhatsAppでは送信時にHD画質を選ぶか、写真を書類として添付して元のファイルを送りましょう。
• 編集内容を元の画像と別に保存するアプリで編集し、JPEGへの書き出しは最後に1回だけにしましょう。
• JPEGは高画質設定で書き出しましょう。ファイルは大きくなりますが、ノイズの差も大きくなります。
• スクリーンショット、図版、文字を含むものはPNGで保存しましょう。
• SNSには表示されるサイズでアップロードし、縮小処理を減らしましょう。

登録もカードも不要で、1日3クレジットを無料で使えます。1枚の写真を1つのツールで処理すると1クレジット、8倍拡大は2クレジットです。無料プランでアップロードできるのは3 MB・8 MPまでのJPG、PNG、WebPで、処理結果には透かしが入ります。Pro（月額9.99ドル、200クレジット）とPro+（月額19.99ドル、500クレジット）では透かしがなくなり、20 MB・30 MPまでアップロードできます。アップロードした画像と処理結果は24時間以内に削除され、AIの学習に使われることはありません。