WebP, JPEG, JPEG 2000 비교 연구, 2010년 9월
참고: 이 초기 연구는 첫 번째 버전의 WebP로 진행되었습니다.
이 버전은 libvpx 라이브러리를 사용했습니다. 또한 소스
이미지는 웹에서 크롤링한 JPEG 이미지입니다. 다음을 기반으로 추천됨:
이제 YouTube는
libwebp 0.1.2 버전의 새 연구
무손실 이미지 (PNG)를 소스로 사용하여 시작해 보겠습니다. 새로운 연구는
있습니다.
WebP 팀은 세 가지 이미지 압축 방법에 대한 비교 연구를 수행했습니다. 이미지를 무작위 100만 개 이상 조합한 후 연구 목표는 압축 및 압축의 절충점을 압축해야 합니다
WebP, JPEG 2000 및 Re-JPEG라는 세 가지 압축 방법이 데이터 세트에 포함된 900,000개의 JPEG 이미지. JPEG 이미지가 재압축됨 각각이 대상 피크에 최대한 가까워지도록 다시 JPEG를 사용했습니다. 신호 대 잡음비 (PSNR) 값입니다. 팀은 이미지에 대한 분석을 통해 데이터를 집계할 수 있습니다
대규모 연구 외에도 팀은 100개 이상의 ANR을 을 확인한 결과, 대부분의 경우 WebP에서 허용 가능한 시각적 품질을 제공하는 것으로 나타났습니다.
결론
WebP는 JPEG 또는 JPEG 2000보다 전반적으로 더 높은 압축을 달성합니다. 이점 특히 크기가 작은 이미지의 경우 파일 크기 최소화가 웹에서 가장 흔하게 볼 수 있는 것들이죠.
데이터 세트
이 연구에 사용된 데이터 세트는 무작위로 100만 개의 이미지를 수집한 것입니다. 웹에서 크롤링된 이미지 저장소에서 샘플링됩니다. 다음 표 데이터 세트에서 다양한 유형의 이미지 분포를 보여줍니다.
| 유형 | 개수 |
|---|---|
| JPEG | 약 90만 |
| PNG | 약 4.7만 |
| GIF | 약 4.7만 |
| 기타 | 약 6,000 |
실험 설계
실험은 다음과 같이 두 단계로 진행되었습니다.
팀은 타겟 PSNR이 42인 이미지에서 WebP를 실행했습니다. 그들은 품질 파라미터 (QP)를 유지한다는 것을 배웠습니다. 최대 42배의 값을 얻을 수 있었습니다. 실제 따라서 각 이미지에 대해 달성된 PSNR이 반드시 정확히 42는 아니었습니다.
팀은 WebP 압축 이미지의 PSNR 값을 대상으로 JPEG 2000 및 Re-JPEG 이미지의 PSNR입니다. 또한 라인을 JPEG 2000 및 JPEG 이미지의 품질 매개변수를 타겟 PSNR에 최대한 가깝게 도달해야 합니다
실제 압축 결과는 다음을 사용하여 백분율로 측정되었습니다. 공식:
compression_percentage = 100 * (original_image.length - compressed_image.length) / original_image.length
결과
테스트 결과는 음성과 비음성에 대해 다음과 같은 결과를 얻었습니다. 압축 게인:
비음수 압축 게인
팀은 해당 방법으로 이미지 크기를 늘리는 경우 특정 메서드에 페널티를 적용하지 않았습니다. 압축 후 즉, 압축_비율은 0으로 간주되었습니다. training_image.length가 원본 이미지 길이보다 큰 경우.
네거티브 압축 게인
팀은 부정적인 압축 비율을 허용하여 더 나은 결과를 얻었습니다. 다양한 컴프레서의 작동 원리를 원시 성능을 제공할 수 있습니다
다음은 각 모델별로 달성한 평균 압축 비율입니다. 세 가지 방법 중 하나입니다.
| 유형 | 평균 PSNR 획득 | 평균 압축 비율 (음이 아닌 압축 게인) |
평균 압축 비율 (음수 압축 게인) |
|---|---|---|---|
| WebP | 39:38 | 41:30 | 39.80 |
| JPEG 2000 | 39.49 | 27:67 | 9.71 |
| Re-JPEG | 39:36 | 22:37 | 14:62 |
음수 압축 게인이 허용되었을 때 JPEG의 평균 성능은 2000은 JPEG보다 낮았습니다. 이 문제는 빈도가 높은 아티팩트 때문일 수 있습니다. JPEG 이미지에 있는 경우 이러한 아티팩트는 해 줍니다.
JPEG 2000으로 변환하기 위해 실험에 사용된 카카두 구현 은 약 240,000개의 이미지를 변환하지 못했습니다.
JPEG 2000은 Re-JPEG보다 압축률이 낮았습니다. 주된 이유는 JPEG 2000 결과는 많은 이미지에 대해 네거티브 압축이었습니다. 그러려면 JPEG 이미지의 전체 압축 점수가 낮아졌습니다.
다음 그림은 세 가지 방법의 분포 그래프를 보여줍니다.
그림 1: 이미지 크기 모집단 분포
그래프에 따르면 대부분의 이미지가 작습니다. 배포 빈도 크기가 500K보다 큰 이미지는 일반적으로 100보다 작습니다.
그림 2: WebP, JPEG, JPEG 2000 이미지의 압축 비율
이 그래프는 WebP로 압축된 사진 본문이 re-jpeg 및 jpeg 2000보다 압축률이 높습니다. 또한 압축된 사진은 WebP를 사용하는 경우 다른 앱보다 더 긍정적인 압축을 얻었습니다.
그림 3: 이미지 크기와 압축 비율 비교
이 그래프는 WebP가 다른 형식보다 더 나은 압축을 달성한다는 것을 보여줍니다. 특히 더 작은 이미지에 적합합니다