一種基于VP8編碼的Webp圖片壓縮格式研究

[m,n]=size(x);

z=0;

for i=1:m

for j=1:n

z=z+(x(i,j)-y(i,j)).^2;

end

end

z=z/(m*n);

SSIM的MATLAB代碼如下：

% im1 Original image

% im2 Reconstructed image

% ssim Structural Similarity Index

function [mssim, ssim_map]=ssim(img1, img2, K, window, L)

img1=imread('');

img2=imread('');

if (size(img1) ~=size(img2))

ssim_index=-Inf;

ssim_map=-Inf;

return;

end

[M N]=size(img1);

if (nargin==2)

if ((M11) | (N11))

ssim_index=-Inf;

ssim_map=-Inf;

return

end

window=fspecial('gaussian', 11, 1.5);

K(1)=0.01;% default settings

K(2)=0.03;

L=255;

end

if (nargin==3)

if ((M11) | (N11))

ssim_index=-Inf;

ssim_map=-Inf;

return

end

window=fspecial('gaussian', 11, 1.5);

L=255;

if (length(K)==2)

if (K(1)0 | K(2)0)

ssim_index=-Inf;

ssim_map=-Inf;

return;

end

else

ssim_index=-Inf;

ssim_map=-Inf;

return;

end

end

測試使用圖片為800×600像素的PNG圖片，轉換成Webp(需要安裝WebpCodec才能顯示)和JPEG后顯示如圖4所示。通過MATLAB計算，測試數據對比如表1所列。

圖4　三種格式的截圖對比

表1　測試數據對比

通過分析可看出JPEG具有比Webp略好的圖像壓縮質量，但是Webp在畫質上的損失換來了壓縮率的極大提升。通過高壓縮的FFmpeg編碼，雖然獲得了極高的壓縮比，但圖像質量損失嚴重。

3.2　驗證圖片格式轉換后壓縮率和壓縮質量

FFmpeg是一個開源免費跨平臺的視頻和音頻流及圖片編碼方案，它提供了錄制、轉換以及流化音視頻的完整解決方案。它包含了非常先進的音頻/視頻編解碼庫libavcodec。Libwebp是Google公司編寫的轉換其他格式圖片為Webp格式的編解碼器。測試用圖片為800×600像素的PNG圖片，利用FFmpeg和Libwebp轉換工具在DOS環境下輸入如下格式轉換命令：

ffmpeg i myfile.png psnr target out.jpg

cwebp.exe tool to encode an image file (e.g. JPEG or PNG) into WebP

可以將測試用PNG圖片轉換成JPEG和Webp格式，經驗證轉換工具的測試結果與編程測試結果基本相同。

結語

通過研究發現Webp格式圖片的壓縮質量略低于JPEG格式圖片，可能是由于沒有成熟的編解碼器的原因。但是在損失了畫質的基礎上，Webp格式圖片的壓縮率大為提升，優于JPEG格式。經過測試分析表明，人眼基本無法分辨出Webp格式畫質損失，故而在帶寬需求極為緊張的時代，Webp格式具有很好的發展前景。