WebP — формат изображений от Google

По мнению Google, современный формат WebP скоро придет на смену повсеместно использующемуся JPEG. WebP обеспечивает лучшее качество картинки при такой же степени сжатия.

Формат JPEG пользуется огромной популярностью, а ведь в следующем году ему исполнится уже 20 лет. Ни один другой формат не применяется во стольких сферах: в нем сохраняются кадры в фотоаппаратах и выкладываются изображения в блогах. Такую популярность трудно объяснить с технической точки зрения. Например, современные видеокодеки сжимают статичные изображения лучше, чем JPEG.

Google ожидаемый шаг и представила формат WebP в в 2010 году, технологии компрессии которого отвечают современным стандартам. Специалисты Google отобрали в Сети около миллиона изображений (преимущественно в формате JPEG и часть в PNG и GIF) и перекодировали их в WebP.

Размер этих файлов уменьшился в среднем на 40%. Строго говоря, формат WebP является побочным продуктом видеокодека WebM, основанного, в свою очередь, на открытом видеокодеке VP8 и аудиокодеке Vorbis. Он поддерживается Google для того, чтобы заменить проприетарный формат Н.264. WebM уже используется в браузерах Chrome, Firefox и Opera, а о его поддержке в будущем уже объявили такие гиганты, как Microsoft, AMD, NVIDIA и Skype. С помощью WebP в видео создаются интрафреймы — полноразмерные статичные кадры, которые кодируются независимо от соседних картинок каждые 15—30 кадров. Это необходимо для контроля качества видео. Поскольку Google не накладывает лицензионных ограничений на WfebM, то и WfebP разрешен для использования всеми и бесплатно.

Однако серьезной программной инфраструктуры для этого формата пока еще нет — вот почему он на сегодняшний день столь мало известен. Google предоставляет конвертер и системные библиотеки для Windows, чтобы ОС могла отображать картинки в формате WebP. Энтузиасты написали фильтр для Photoshop с графическим интерфейсом, с помощью которого формат WebP добавляется в функцию сохранения файлов.

Сравнение двух технологий сжатия показывает, чем WebP лучше JPEG. В основе обоих кодеков лежит разбивка изображения на блоки, в которых сжимаются данные о яркости и цвете с отбрасыванием значений, трудно уловимых человеческим глазом. У WebP этот процесс происходит более интеллектуально, так как алгоритм Google оперирует не абсолютными значениями яркости и цвета, как JPEG, а относительными к соседним блокам. Такая технология «прогнозирования» используется и при сжатии видео. Она основывается на том, что разница в яркости и цвете соседних блоков зачастую очень мала или практически отсутствует. Блок, который состоит почти из одних нулей, можно сжать гораздо эффективнее, чем тот, который содержит различные абсолютные значения. Поскольку кодер обрабатывает макроблоки слева направо, а также сверху вниз, в WebP из абсолютных величин состоит только верхний левый макроблок, а в JPEG — все макроблоки. Значения других фрагментов получаются путем прогнозирования на основе информации от их соседей.

Кроме того, WebP корректирует прогноз по обстоятельствам. В случае фрагментов с большим количеством деталей, когда значения изменяются очень сильно, прогнозирование осуществляется на основе маленьких блоков (4×4 пикселя). Для более монотонных областей их размер составляет 16×16 пикселей. Также в декодере имеется фильтр устранения блочности. Он гарантирует отсутствие артефактов, появляющихся при высоких степенях компрессии. Для некоторых изображений, на которых нет большого количества деталей, используется технология апскейлинга. При этом кодируется не само изображение, а его уменьшенная версия. Обратное преобразование выполняет декодер.

В конечном итоге технические преимущества нового формата проявят себя, только если Google удастся убедить важных участников рынка, наподобие Facebook или производителей фотокамер, использовать WebP. Возможность поместить на 40% больше изображений на карту памяти выглядит многообещающе. Но сам по себе WebP, несмотря на всю свою прогрессивность, не сможет совершить революцию среди форматов сжатия изображений.