Étude comparative de WebP, JPEG et JPEG 2000, septembre 2010
Remarque:Nous avons mené cette étude initiale sur la première version de WebP.
que nous avons publiée, qui utilisait la bibliothèque libvpx. De plus, la source
étaient des images JPEG que nous avons explorées sur le Web. Sur la base des commentaires de
la communauté, nous avons entrepris
Nouvelle étude version 0.1.2 de libwebp
en commençant par des images sans perte (PNG) comme source. La nouvelle étude remplace
étude.
L'équipe WebP a effectué une étude comparative de trois méthodes de compression d'images sur un ensemble aléatoire d'un million d'images. Les objectifs de l'étude étaient de mesurer la compression obtenue par ces méthodes et d'analyser les compromis entre la taille d'image et la compression.
Trois méthodes de compression, WebP, JPEG 2000 et Re-JPEG, ont été appliquées au 900 000 images JPEG contenues dans le jeu de données. Les images JPEG ont été recompressées avec Re-JPEG pour que chacun soit aussi proche que possible d'un pic cible rapport signal sur bruit (PSNR). L'équipe a analysé les images après leur compression.
En plus de l'étude à grande échelle, l'équipe a inspecté manuellement 100 sites et constaté que, dans la plupart des cas, le format WebP offre une qualité visuelle acceptable.
Conclusions
WebP offre une compression globalement plus élevée que JPEG ou JPEG 2000. Gains de taille de fichier sont particulièrement élevées pour les petites images les plus courantes trouvées sur le Web.
Ensemble de données
L'ensemble de données utilisé pour l'étude était constitué d'un million d'images au hasard. échantillonnées à partir d'un dépôt d'images explorées sur le Web. Le tableau suivant montre la répartition des différents types d'images dans l'ensemble de données.
| Type | Nombre |
|---|---|
| JPEG | ~ 900 000 |
| PNG | ~47 k |
| GIF | ~47 k |
| Autre | ~6 000 |
Conception de tests
Les tests ont été exécutés en deux étapes:
L'équipe a lancé WebP sur les images, avec un PSNR cible de 42. Elle a réglé les paramètre de qualité (QP) de l'encodeur WebP jusqu'à ce qu'il obtienne un résultat. était aussi proche de 42 que possible pour une image donnée. La valeur réelle Le score PSNR obtenu pour chaque image n'était donc pas nécessairement de 42.
L'équipe a utilisé la valeur PSNR des images compressées au format WebP comme cible. PSNR pour les images JPEG 2000 et Re-JPEG. Il a également effectué une courbe recherchez les paramètres de qualité des images JPEG 2000 et JPEG dans pour vous rapprocher le plus possible du PSNR.
Le résultat réel de la compression a été mesuré en pourcentage à l'aide des éléments suivants : formule:
compression_percentage = 100 * (original_image.length - compressed_image.length) / original_image.length
Résultats
Les tests ont donné les résultats suivants pour des valeurs négatives et non négatives gain de compression:
Gain de compression non négatif
L'équipe n'a pas pénalisé une méthode si celle-ci augmentait la taille de l'image. après compression. Autrement dit, le pourcentage de compression a été considéré comme étant égal à 0. lorsque compressé_image.length était supérieur à original_image.length.
Gain de compression négatif
L'équipe a autorisé les résultats du pourcentage de compression négative à améliorer la compréhension des différents compresseurs les performances brutes.
Vous trouverez ci-dessous les pourcentages de compression moyens atteints par chaque des trois méthodes.
| Type | Nombre moyen de PSNR obtenu | % de compression moy. (gain de compression non négatif) |
% de compression moy. (gain de compression négatif) |
|---|---|---|---|
| WebP | 39,38 | 41,30 | 39,80 |
| JPEG 2000 | 39,49 | 27,67 | 9,71 |
| Re-JPEG | 39,36 | 22,37 | 14,62 |
Lorsque le gain de compression négatif était autorisé, les performances moyennes pour JPEG 2000 était inférieur à celui du JPEG. Cela peut être dû à des artefacts trop fréquents présentes dans les images JPEG. ces artefacts peuvent contribuer de compression n'est pas idéale.
L'implémentation Kakadu utilisée dans le cadre de l'expérience pour convertir le fichier au format JPEG 2000 n'a pas réussi à convertir environ 240 000 images.
JPEG 2000 avait des pourcentages de compression inférieurs à Re-JPEG, principalement parce que le résultat JPEG 2000 était une compression négative pour de nombreuses images. Pour cela les images JPEG avaient un score de compression global plus faible.
Les illustrations suivantes fournissent des graphiques de distribution pour les trois méthodes:
Figure 1: Répartition de la population par taille d'image
Le graphique montre que la plupart des images étaient petites. La fréquence des images de plus de 500 Ko est généralement inférieure à 100.
Figure 2: Pourcentages de compression pour les images WebP, JPEG et JPEG 2000
Ce graphique montre que le corps des images compressé avec WebP a été obtenu une meilleure compression qu'avec re-jpeg et jpeg 2000. De plus, les images compressées avec WebP a obtenu une compression plus positive que les autres.
Figure 3: Comparaison des tailles d'image et du pourcentage de compression
Ce graphique montre que WebP offre une meilleure compression que les autres formats, en particulier pour les petites images.