(2) 決定的ブロック(Critical chunk)

決定的ブロックはイメージを正しく表示するのに必要なデータを含むブロックで、IHDRブロック、PLTEブロック、IDATブロック、IENDブロックの４種類があります。 このうち、PLTEブロック以外は全てのPNGファイルに必ず存在します。

1) IHDRブロック(Image header chunk)

イメージの大きさ等を表すヘッダ部分で、PNGファイル・シグネチャの直後に必須な決定的ブロックです。 このブロックには次のようなデータが含まれます。

(i) イメージの横幅(Width)

イメージの横幅をピクセル単位で表す４バイトの符号無し整数です。 値の有効範囲は１〜(2³¹-1)です。

(ii) イメージの高さ(Height)

イメージの高さをピクセル単位で表す４バイトの符号無し整数です。 値の有効範囲は１〜(2³¹-1)です。

(iii) ビットの深さ(Bit depth)

サンプルあたりのビット数またはパレットインデックスのビット数を表す１バイトの整数です。 有効な値は１、２、４、８、16のみですが、カラータイプによっては選択できない値もあります。

(iv) カラータイプ(Color type)

イメージのカラータイプを表す１バイトの整数で、次のような値の和(論理和)です。

• １…パレットを使用している。
• ２…カラーを使用している。(グレースケールではない)
• ４…アルファチャネルを使用している。
  

有効なカラータイプの値と、その時許されるビットの深さの組み合わせは左表のとおりです。

アルファチャネル(alpha channel)は各ピクセルの透過度を表す値で、０が完全に透明であることを表し、(2^{ビットの深さ}-1)が完全に不透明であることを表します。 これは８ビットまたは16ビットのグレースケールとRGBカラーのイメージに付加することができ、ビットの深さと同じビット長で、各サンプルの直後に保存されます。

(v) 圧縮方式(Compression method)

イメージデータの圧縮方式を表す１バイトの整数で、固定値０です。 圧縮方式０は32Kスライド辞書によるDeflate/Inflate圧縮で、現在のところはこの方式だけが定義されています。 この圧縮法はLZW圧縮と違って、完全にパテントフリーです。

(vi) フィルター方式(Filter method)

イメージデータに適用されたフィルター方式を表す１バイトの整数で、固定値０です。 フィルター方式０は次のような基本的な５種類のフィルタータイプを備えた適応フィルタリングで、現在のところはこの方式だけが定義されています。

• ０…None。何もしない。
• １…Sub。左との差分。
• ２…Up。上との差分。
• ３…Average。上と左の平均との差分。
• ４…Paeth。近接３ピクセルとの差分。

フィルタリングは、圧縮効率を高めるために圧縮前にイメージデータに施される前処理で、イメージの変化に一定の傾向がある場合には有効です。 フィルタリングはスキャンラインごとに異なったフィルタータイプで行うことが可能で、スキャンラインの先頭にフィルタータイプバイトが付加されます。 フィルタータイプバイトはフィルタータイプ０の場合、つまりフィルタリングしない場合も付加されます。

フィルタリング・アルゴリズムはイメージのカラータイプやビットの深さによらず、ピクセルに対してではなくバイトに対して適用されます。 そしてイメージデータにアルファチャネルが付加されている場合は、アルファチャネルも同様にフィルタリングされます。

(vii) インタレース方式(Interlace method)

イメージデータに適用されたインターレース方式を表す１バイトの整数で、次のような値が有効です。

• ０…インタレースなし。
• １…Adam7方式。

インタレース方式０はインタレースしないことを表し、イメージデータのスキャンラインは左から右へ、スキャンラインは上から下へ順番に保存され、同じ順序で表示されます。 インタレース方式１は発案者Adam M. Costelloの名前に由来するAdam7方式で、次のような手順で保存され、同じ順序で表示されます。

1. イメージ全体を左上隅を起点として８×８ピクセルのサブセットに分割する。
2. サブセット中のピクセルに左図のような順番をつける。
3. 各サブセット中の１番目のピクセルを、左上隅のサブセットから順に、左から右へ、上から下へと表示する。(パス１)
4. 同様に、各サブセットの中の２番目から７番目までのピクセルを表示する。(パス２〜７)

各パスで表示されるピクセル数は、最初は少なくて次第に増えていき、最後のパス７では全体の半分の数となります。 このため、全体を表示する時間の約半分の時間で全体のイメージをぼんやりと表示することができます。

イメージの高さが８の倍数ではない場合、いくつかのパスは完全に空になります。 その場合、空のパスにはフィルタータイプバイトは付加されず、全く何も保存されないので注意が必要です。

2) PLTEブロック(Palette chunk)

カラーマップの内容を保存したブロックで、IHDRブロックとIDATブロックの間に１つだけ存在します。 このブロックはカラータイプ３(インデックスカラー)の場合は必須であり、カラータイプ０と４(グレースケール)の場合は存在しません。 カラータイプ２と６(RGBダイレクトカラー)の場合はオプションで、存在する場合は、RGBカラーを直接表示できない場合のパレットとして利用されます。

カラーマップの各エントリーは赤(red)、緑(green)、青(blue)の値を表す１バイト符号無し整数３個からなり、ピクセル値０から順番に(データ長／３)個存在します。 RGB値の有効範囲は０〜255で、最大エントリー数は2^{(ビットの深さ)}個です。

3) IDATブロック(Image data chunk)

ビットマップデータを保存したブロックで、PLTEブロックとIENDブロックの間に１個以上、連続して存在します。

ビットマップデータはIHDRブロックで指定されたインターレース方式の順に並べられ、指定されたフィルター方式でフィルタリングされ、指定された圧縮方式で圧縮された後、必要に応じて複数に分割して複数のIDATブロックに保存されます。 圧縮後のビットマップデータが最大データ長(2³¹-1)バイト以内ならば１個のIDATブロックに保存することも可能ですが、処理プログラムのバッファサイズ等を考慮し、８〜64KB程度の大きさの複数のブロックに分けて保存するのが普通です。

現在の唯一の圧縮方式であるDeflate/Inflate圧縮では、圧縮後のデータは１つのzlibデータストリームになりますが、これをどこで分割してもかまいません。 GIFやTIFFではブロックごとに圧縮しますが、PNGでは圧縮した後に分割しますので注意が必要です。

4) IENDブロック(Image trailer chunk)

PNGファイルの終了を表すブロックで、ファイルの最後に１つだけ存在します。 このブロックのデータ長は０で、ブロックデータは存在しません。

最終更新日：2001年5月1日 　第2節へ その３へ

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