比較調査

WebP、JPEG、JPEG 2000 の比較調査、2010 年 9 月

注: この初期調査は、WebP の最初のバージョンで実施しました。 リリースしましたが、これには libvpx ライブラリが使用されていました。また、ソースは 画像はウェブからクロールされた JPEG 画像でした。フィードバックに基づく コミュニティのために、YouTube は バージョン 0.1.2（libwebp）の新しいスタディ まずはロスレス画像（PNG）をソースとして使用します。この新しい調査は 学びました

WebP チームは 3 つの画像圧縮方式の比較調査を実施 100 万枚の画像をランダムに取得し本調査の目的は それらの方法で達成する圧縮率とトレードオフを分析する 画像サイズと圧縮率の違いです

圧縮方式として WebP、JPEG 2000、Re-JPEG の 3 方式を データセットに含まれている JPEG 画像 900,000 個。JPEG 画像が再圧縮されました 目標ピークにできるだけ近くなるように 信号対雑音比（PSNR）の値。チームの分析は、画像に対して行われました。 圧縮後のログです。

大規模な調査に加えて、チームはランダムに 100 個の画像を ほとんどの場合、WebP で許容できる画質を提供できることがわかりました。

まとめ

WebP は、JPEG や JPEG 2000 よりも全体的に高い圧縮率を達成しています。増加 ファイルサイズが最小化される確率は特に高く よく検索されています。

データセット

調査で使用したデータセットは 100 万枚の画像で無作為に集めたもの。 ウェブからクロールされた画像のリポジトリからサンプリングされます。次の表に データセット内のさまざまな種類の画像の分布を示します。

テストの設計

テストは次の 2 段階で実施しました。

1. チームは、目標 PSNR を 42 に設定して WebP を画像に対して実行しました。そこで、 品質パラメータ（QP）を 42 に近い値を取得しました。実際の したがって、各画像で得られた PSNR は必ずしも 42 ではありませんでした。

2. チームは WebP 圧縮画像の PSNR 値をターゲットとして使用 JPEG 2000 画像と Re-JPEG 画像の PSNRまた、 JPEG 2000 画像と JPEG 画像の品質パラメータを ターゲット PSNR にできるだけ近づけます。

実際の圧縮結果は、以下を使用してパーセンテージとして測定しました。 数式:

compression_percentage = 100 * (original_image.length - compressed_image.length) / original_image.length

結果

テストでは、陰性と非陰性について以下の結果が得られました。 圧縮ゲイン:

非負の圧縮ゲイン

チームは、メソッドによって画像サイズが大きくなった場合でも、そのメソッドにペナルティを課さなかった 減らします。つまり、compression_percentage は 0 と見なされました。 自動的に変換されます。

負の圧縮ゲイン

チームは負の圧縮率の結果を許容して、 さまざまなコンプレッサーの機能と未加工のパフォーマンス。

各平均圧縮率は次のとおりです。 3 つの方法を比較しました

負の圧縮ゲインが許容されている場合、JPEG の平均パフォーマンスは 2000 は JPEG よりも低かったです。これは高頻度のアーティファクトが原因である可能性があります。 JPEG 画像に存在するこれらのアーティファクトは 最適でない圧縮状況に陥ります。

JPEG 2000 に変換するためのテストで使用した Kakadu 実装 約 24 万枚の画像を変換できませんでした。

JPEG 2000 は、Re-JPEG よりも圧縮率が低かった JPEG 2000 の結果は、多くの画像でネガティブ圧縮でした。そのため JPEG 画像の方が全体的な圧縮スコアが低くなっています。

次の図は、3 つの方法の分布グラフを示しています。

図 1: 画像サイズの母集団の分布

グラフから、ほとんどの画像が小さいことがわかります。トリガーの頻度は 通常は 100 個未満です。

図 2: WebP、JPEG、JPEG 2000 画像の圧縮率

このグラフは、WebP で圧縮された画像の本文が jpeg や jpeg 2000 より圧縮率に優れていますまた、写真は圧縮され、 正の圧縮率となりました。

図 3: 画像サイズと圧縮率の比較

このグラフは、WebP が他の形式よりも圧縮率が高いことを示しています。 特に小さい画像に適しています