WebP 大战 JPEG,谁才是真正的王者?
目前在互聯網上,圖片流量仍占據較大的一部分。因此,在保證圖片質量不變的情況下,節省流量帶寬是大家一直需要去解決的問題。傳統的圖片格式,如 JPEG,PNG,GIF 等格式圖片已經沒有太多的優化空間。因此 Google 于 2010 年提出了一種新的圖片壓縮格式 — WebP,給圖片的優化提供了新的可能。
WebP,JPEG 的升級版
WebP 就像 JPEG 的升級版。它是 Google 推出的圖片文件格式,它的目的就是為 Web 上的圖片資源提供卓越的有損、無損壓縮。在與其他格式同等質量指數下提供更小,更豐富的圖片資源,以便資源在 Web 上訪問傳輸。
WebP 圖片格式來源于 VP8 視頻編解碼器,也就是 WebM 視頻容器,是 WebM 視頻格式地單個壓縮框架。VP8 編解碼器的一個強大功能就是能夠進行幀內壓縮,或者更確切地說,能將視頻的每個幀都被壓縮,再壓縮幀與幀之間的差異。
WebP 特性
- 有損壓縮:有損壓縮基于 VP8 關鍵編碼。VP8 是 On2 Technologies 創建的視頻格式,是 VP6 和 VP7 格式的后續版本。
- 無損壓縮:采用預測變換,顏色變換,減去綠色,LZ77 反響參考等技術進行壓縮。
- 透明度:8位 Alpha 通道對圖形圖像很有用。Alpha 通道可以于有損 RGB 一起使用。與其它格式圖片所不支持的 WebP 特有的功能。
- 動畫:它支持真彩色動畫圖像,即可以支持動態圖( 類Gif 圖)
- 元數據:它可能具有 EXIF 和 XMP 元數據
- 顏色配置文件:它可能具有嵌入式 ICC 配置文件。
關于壓縮
為什么可以對圖片進行有損壓縮,因為使用有損壓縮的一個關鍵原則是:人類的感知能力并沒有計算機那么精確??茖W證明,人的眼睛只能區分 1000 萬種不同的顏色,并且人眼對亮度比色度更敏感,這意味著我們會忽略較大的色度變化,而不影響我們對圖片的敏感度。這就是為什么“黑藍白金裙”事件能引起那么大的討論,它一定上也是受到我們人類的視覺敏感度所影響。
有損壓縮
WebP 的壓縮是使用與 VP8 相同的方式來預測幀。VP8 基于塊預測與任何基于塊的編解碼器一樣,VP8 將幀劃分為稱為宏塊(MarcoBlocking)的小塊。在每個宏塊內,編碼器可以基于先前處理的塊來預測冗余運動和顏色信息。圖像幀是“關鍵”,意思是它僅使用已經在每個宏塊的直接空間鄰域中解碼的像素。并試圖對它們的未知部分進行賦值。這就稱為與預測編碼。然后可以從塊中減去冗余數據,進而有效壓縮。
宏塊(MarcoBlocking)
編碼器的第一階段是將圖像分割成“宏塊”。宏塊包含一個 16x16 的亮度像素塊,和兩個 8x8 的色度像素塊。這個階段非常像 JPEG 格式里轉換顏色空間,對色度通道降低采樣,以及細分圖片。
預測(Prediction)
然后,“宏塊”的每個 4x4 子塊都有一個預測模型。它在一塊周圍定義兩個像素:有一行在它上面 A(Raw A),左邊是一列 L(Column L)。利用 A 和 L,編碼器會將它們放在一個 4x4 的預測像素塊填滿,并確定哪一個生成了最接近原始塊的值。這些用不通方法填充的塊叫做‘預測塊’。
塊預測常見有四種模式:
- 水平預測:塊的每一列都帶有前一列的副本
- 垂直預測:使用前一行的副本填充塊的每一行。
- T M 預測:一種模式,On2 Technologies 開發壓縮技術,下次另將。
- D G 預測:使用 A 上方和 L 左側列中的像素平均值,使用單個值填充快。
值得注意的是, 4x4 的亮度塊還有另外 6 種模式。
基本流程就是我們找到這個最快的預測塊,并導出過濾結果(剩余誤差),然后送到下個階段。
自適應量化
為了提高圖像質量,圖像被分割成具有明顯相似特稱的區域。對于這些段中的每一個,壓縮質量都獨立調諧。通過將位重新分配到最有用的位置,實現高效壓縮。
JPGify it
為什么說 WebP 是 JPEG 的升級版,因為它們有很多相似的地方,并且在一些壓縮處理上又優于 JPEG。
相同點:
- 對塊里剩余的值執行 DCT 過濾
- DCT 矩陣后量化
- 轉成量化矩陣后重新排序,然后送到一個靜態壓縮器里。
不同點:
- 在 DCT 階段輸入的數據不是原始的數據塊本身,而是預測后的數據。
- WebP 用的靜態壓縮器是算術壓縮器(Arithmetic Compressor),它和 JPEG 用的霍夫曼編碼器(Huffman encoder) 類似。對比性能,算術壓縮器提升了 5%~10% 的壓縮性能。
有損 WebP VS JPEG
作為 JPEG 升級版,當 WebP 將 JPEG 壓縮到相當于原圖 90% 質量 時,圖片體積減少了 50% 左右。當 WebP 將 JPEG 壓縮到相當于原圖 80% 質量時,圖片體積則減少了 60%~80%。直觀有效的降低的資源大小,降低帶寬流量。如何開啟 WebP 自適應
WebP 憑借優異的圖片壓縮性能,以及兼備無損和有損兩種壓縮算法,迅速在各大網站、App 普及。那么要如何在網站中開啟 WebP 格式呢?
又拍云目前已經支持 WebP 圖片格式轉換,而且還支持 WebP 自適應功能,在后臺一鍵開啟 WebP 自適應功能,即可通過 CDN 平臺智能判斷客戶端瀏覽器是否支持 WebP 解碼,如果支持則返回 WebP格式圖片,如果不支持則會返回原圖,在客戶端以及源站無需任何改動。
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總結
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