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フォーマットについて
BMP（Bitmap）は、MicrosoftがWindowsオペレーティングシステム向けに開発したラスター画像ファイルフォーマットで、1990年のWindows 3.0とともに登場しました。このフォーマットは、ピクセルデータを簡潔な構造で格納します。ファイルヘッダーには画像の寸法、色深度、圧縮方式が記述され、その後にオプションのカラーパレットと生のピクセル配列が続きます。BMPは1ビットのモノクロから、4ビットおよび8ビットのインデックスカラー、16ビット、24ビットトゥルーカラー、さらにアルファチャンネル付きの32ビットまでの色深度に対応しています。ほとんどのBMPファイルはピクセルを非圧縮（BI_RGB）で格納しますが、4ビットおよび8ビットモードではオプションのRLE圧縮も利用可能です。ピクセルはデフォルトでボトムアップの行順序で配置され、各行は4バイト境界にパディングされます。利点の一つは完全なシンプルさです — このフォーマットには複雑なエンコーディング、フィルタリング、圧縮レイヤーがないため、BMPファイルはどのプログラミング言語でも簡単に読み書きできます。このシンプルさは、デコードのオーバーヘッドがゼロであることも意味し、解凍のレイテンシーが問題になるシナリオで有用です。Windowsとの深い統合もまた強みです。BMPはWindows GDI、クリップボード操作、およびデバイス非依存ビットマップ（DIB）処理のネイティブビットマップフォーマットであり、Windowsエコシステム全体でファーストクラスのサポートが保証されています。BMPの非圧縮による大きなファイルサイズはウェブ利用やストレージ制約のある環境には不向きですが、画像処理の中間フォーマット、クリップボード交換フォーマット、およびデコードのシンプルさがファイルサイズより優先される組み込みシステムで広く使用されています。
YUVは、画像データを輝度成分（Y'、明るさを表す）と2つの色度成分（U/CbとV/Cr、色差信号を表す）に分離するY'UVカラーモデルで画像を格納する生ピクセルデータフォーマットです。YUVカラーモデルはアナログカラーテレビ放送に起源があります — 具体的には1953年に採用されたNTSCシステムと1967年のPALシステム — 既存の白黒受像機との下位互換性のために明るさ情報と色情報を分離する必要がありました。デジタルイメージングでは、ITU-R BT.601規格（1982年）がアナログYUVモデルから派生したデジタルYCbCrエンコーディングを正式に定め、事実上すべてのデジタルビデオおよび放送システムで使用される変換行列とサンプル精度を定義しました。YUV生ファイルにはヘッダー、圧縮、メタデータがありません — 指定された順序（4:4:4、4:2:2、4:2:0、またはその他のサブサンプリング比）の輝度および色度サンプルのフラットなシーケンスであり、寸法、ビット深度、サブサンプリング方式の外部指定が必要です。4:2:0サブサンプリングモード（色度が輝度の水平・垂直ともに半分の解像度を持つ）が特に一般的で、H.264、H.265、AV1、およびほとんどのコンシューマービデオコーデックで使用されています。YUVの利点の一つはビデオパイプラインとの直接的な互換性です。YUVデータはビデオエンコーダー、ハードウェアディスプレイコントローラー、カメラセンサーISPのネイティブ入力フォーマットであり、フレーム精度のビデオ処理と分析のための最もダイレクトな表現です。YUVカラーモデルの知覚的効率もまた根本的な強みです — ルマとクロマを分離することで、目に見える影響を最小限に抑えながらカラーデータを半分または4分の1にする効果的なサブサンプリングが可能になります。YUVデータはFFmpeg、ImageMagick、およびすべてのビデオ処理ツールで処理されます。