ダウンサンプリング
読み: だうんさんぷりんぐ
高解像度の画像や信号を低解像度に変換する処理。ピクセル数を削減しつつ、エイリアシングを防ぎ視覚的品質を維持するためのフィルタリング技術が重要となる。
ダウンサンプリング (downsampling) とは、画像のピクセル数を元より少なくする処理である。4000x3000 の写真を 800x600 のサムネイルに縮小する場合、元の 2000 万ピクセルから 48 万ピクセルへと情報を集約する。単純にピクセルを間引くとエイリアシング (ジャギー、モアレ) が発生するため、適切なローパスフィルタの適用が不可欠である。
- 平均値プーリング: 縮小後の 1 ピクセルに対応する領域内の全ピクセルの平均値を取る。CNN のプーリング層でも使われる基本手法
- ガウシアンフィルタ + 間引き: ナイキスト周波数以上の成分をガウシアンぼかしで除去してから間引く。
cv2.pyrDown()はこの方式を採用している - Lanczos フィルタ: 高品質な縮小に適したフィルタ。Web ブラウザの画像リサイズでも内部的に使用される
- 面積平均法: OpenCV の
cv2.INTER_AREAに相当し、縮小時に最も自然な結果を得られる手法として推奨される
ダウンサンプリングは Web 開発でのレスポンシブ画像生成、機械学習での入力サイズ統一、ゲーム開発でのミップマップ生成など幅広い場面で使われる。ImageMagick では convert -resize 50%、Sharp (Node.js) では sharp(input).resize(400, 300) のように実行できる。
品質とファイルサイズのトレードオフを意識し、用途に応じた適切なフィルタとターゲット解像度を選択することが実務上のポイントである。