基于VP8编码的Webp图像压缩格式研究。
随着消费者需求和多媒体娱乐需求的大量增加,上一代的Internet标准和视频解决方案已无法满足高清视频传输需求的高速增长。在这种情况下,满足未来需求的下一代Internet解决方案HTML 5 Web开发标准和WebM VP8视频压缩格式应运而生。
VP8编码具有很高的压缩率和压缩质量,并且基于VP8编码的新图像压缩格式Webp也具有比JPEG图像更高的压缩率。 1 PSNR和SSIM图像质量测试标准1.1峰值信噪比PSNR(峰值信噪比,峰值信噪比)是一个术语,表示信号的最大功率与影响该信号的噪声功率之比,通常用对数分贝来表示。
PSNR通常在图像压缩领域中用作信号重建测量,它由均方误差(MSE)定义。对于两个M& N单色图像I和K,如果噪声相似,则它们的MSE定义为:峰值信噪比定义为:其中amax = 2k-1,k通常为8。
PSNR和MSE都基于像素灰度值执行统计和平均计算,而忽略了图像对人眼的影响,因此无法完全反映图像质量。 1.2结构相似性图像的像素是相关的,并且此相关性包含图像的结构信息。
SSIM(结构相似性指数,结构相似性)是衡量两个图像相似性的指标。原始图像块x和变形图像块y的失真SSIM被建模为亮度l(x,y),对比度c(x,y)和结构信息s(x,y)的三个分量的组合: SSIM(x,y))= l(x,y)& c(x,y)& s(x,y)(3)亮度,对比度和结构信息是x的平均值y和y& x,& y,标准偏差& x,&σy或与协方差& xy相关的量,分别为: C1,C2和C3是为避免分母为零而添加的小常数。
使用SSIM评估图像质量时,请先将图像划分为大小相等(通常为8个8倍)的重叠或不重叠的子块,然后使用等式(3)计算每个子像素的SSIM值块,然后使用所有子块。块SSIM值的平均值用作整体图像质量的量度。
SSIM值越高,畸变图像和原始图像之间的相似度越高,畸变图像的质量也越高。 2 VP8编码图像和X.264编码图像的PSNR和SSIM比较:Google收购了On2 Technology Company,随后发布了其VP8编码技术的源代码。
VP8采用的新技术包括:基于虚拟参考帧的高级预测编码,基于宏块级别的多线程技术,改进的本地参考编码,具有更高复杂性的高级上下文熵编码,稀疏目标区域的自适应环路滤波等,可以用更少的数据提供更高质量的视频。 Google声称VP8在相同的比特率下可以提供比当今流行的X.264更好的图像质量,或者在相同的图像质量下使用更少的带宽。
X.264编码是当今最流行的编码技术,属于MPEG高清晰度编码部分,是一种高度压缩的数字视频编解码器标准。现在,两种编码都得到了许多制造商的支持。
& Nbsp;使用代表性的视频场景来测试两种不同编码技术在视频压缩和恢复质量方面的性能。图1显示了不同景深场景的测试视频。
测试视频由Handbrake用X.264编码,FFmpeg 0.6由VP8编码。然后使用MSU MQVT软件测试场景的PSNR和SSIM。
测试视频的PSNR数据和测试视频的SSIM数据如图2和图3所示。 & nbsp;通过软件测试和对比分析,可以看出VP8编码的视频质量与X.264差别不大。
在某些场景中,高质量的编码X.264图像比VP8编码稍好,但是VP8编码的视频大小略小于X.264。 VP8编码只是开源的,还没有成熟的编解码器,它不能与多年来开发的X.264编码器相提并论。
但是,以上测试结果表明,VP8编码还有很大的发展空间。
VP8编码具有很高的压缩率和压缩质量,并且基于VP8编码的新图像压缩格式Webp也具有比JPEG图像更高的压缩率。 1 PSNR和SSIM图像质量测试标准1.1峰值信噪比PSNR(峰值信噪比,峰值信噪比)是一个术语,表示信号的最大功率与影响该信号的噪声功率之比,通常用对数分贝来表示。
PSNR通常在图像压缩领域中用作信号重建测量,它由均方误差(MSE)定义。对于两个M& N单色图像I和K,如果噪声相似,则它们的MSE定义为:峰值信噪比定义为:其中amax = 2k-1,k通常为8。
PSNR和MSE都基于像素灰度值执行统计和平均计算,而忽略了图像对人眼的影响,因此无法完全反映图像质量。 1.2结构相似性图像的像素是相关的,并且此相关性包含图像的结构信息。
SSIM(结构相似性指数,结构相似性)是衡量两个图像相似性的指标。原始图像块x和变形图像块y的失真SSIM被建模为亮度l(x,y),对比度c(x,y)和结构信息s(x,y)的三个分量的组合: SSIM(x,y))= l(x,y)& c(x,y)& s(x,y)(3)亮度,对比度和结构信息是x的平均值y和y& x,& y,标准偏差& x,&σy或与协方差& xy相关的量,分别为: C1,C2和C3是为避免分母为零而添加的小常数。
使用SSIM评估图像质量时,请先将图像划分为大小相等(通常为8个8倍)的重叠或不重叠的子块,然后使用等式(3)计算每个子像素的SSIM值块,然后使用所有子块。块SSIM值的平均值用作整体图像质量的量度。
SSIM值越高,畸变图像和原始图像之间的相似度越高,畸变图像的质量也越高。 2 VP8编码图像和X.264编码图像的PSNR和SSIM比较:Google收购了On2 Technology Company,随后发布了其VP8编码技术的源代码。
VP8采用的新技术包括:基于虚拟参考帧的高级预测编码,基于宏块级别的多线程技术,改进的本地参考编码,具有更高复杂性的高级上下文熵编码,稀疏目标区域的自适应环路滤波等,可以用更少的数据提供更高质量的视频。 Google声称VP8在相同的比特率下可以提供比当今流行的X.264更好的图像质量,或者在相同的图像质量下使用更少的带宽。
X.264编码是当今最流行的编码技术,属于MPEG高清晰度编码部分,是一种高度压缩的数字视频编解码器标准。现在,两种编码都得到了许多制造商的支持。
& Nbsp;使用代表性的视频场景来测试两种不同编码技术在视频压缩和恢复质量方面的性能。图1显示了不同景深场景的测试视频。
测试视频由Handbrake用X.264编码,FFmpeg 0.6由VP8编码。然后使用MSU MQVT软件测试场景的PSNR和SSIM。
测试视频的PSNR数据和测试视频的SSIM数据如图2和图3所示。 & nbsp;通过软件测试和对比分析,可以看出VP8编码的视频质量与X.264差别不大。
在某些场景中,高质量的编码X.264图像比VP8编码稍好,但是VP8编码的视频大小略小于X.264。 VP8编码只是开源的,还没有成熟的编解码器,它不能与多年来开发的X.264编码器相提并论。
但是,以上测试结果表明,VP8编码还有很大的发展空间。
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