WebP

WebP (вимовляється як англ. weppy) — формат ущільнення зображень з втратами і без втрат якості, запропонований компанією Google Inc. у 2010 році. Заснований на алгоритмі стиснення нерухомих зображень (ключових кадрів) з відеокодека VP8. Використовує контейнер RIFF.

WebP

Розширення файлу:	.webp
MIME-тип:	image/webp
Магічне число:	WEBP
Розробник:	Google
Рік випуску:	30 вересня, 2010; 13 років тому (2010-09-30)
Тип формату:	графічний формат без втрат та з втратами
Міститься у:	Resource Interchange File Format (RIFF)
Сайт:	developers.google.com/speed/webp

Код відкритий під ліцензією Apache 2.0, яка доповнена пунктом про безоплатну передачу прав на використання пов'язаних з WebP патентів Google.

Огляд

При створенні формату WebP використані технології, задіяні у відеокодеку VP8 для стиснення ключових кадрів. Високе стиснення досягається завдяки використанню передбачувальної техніки кодування, що враховує вміст сусідніх піксельних блоків для передбачення вмісту поточного блоку, це дозволяє обмежитися зберіганням тільки відмінностей між фактичними і передбаченими даними. Як контейнер для зберігання зображень, стиснених методом WebP, використовується стандартний RIFF.

При кодуванні без втрати даних для забезпечення високого ступеня стиснення (середній ступінь стиснення 1000 випадкових зображень з мережі склала 45%) задіяно кілька просунутих технологій, таких як окремі коди ентропії для різних колірних каналів, облік віддаленості типових 2D-областей при формуванні зворотних посилань і кешування недавно використовуваних кольорів. Зазначені технології поєднуються з класичними методами, такими як словникове кодування, алгоритм Гаффмана і трансформація колірних індексів. У реалізації підтримки прозорості в WebP вдалося добитися зведення до мінімуму додаткової інформації, що визначає параметри альфа-каналу, це дозволило істотно знизити розмір підсумкових зображень. При кодуванні без втрати якості, використання альфа-каналу додає всього на 22% більше даних у порівнянні з кодуванням з втратою якості (рівень якості 90).

Використані в WebP технології стиснення з втратами дозволяють домогтися скорочення розміру файлу на 25–34%, порівняно з файлами JPEG аналогічної якості, і на 26% в режимі кодування без втрат у порівнянні з максимальним рівнем стиснення PNG. Тому WebP може виступати як повноцінна заміна форматів JPEG, GIF і PNG, забезпечуючи при цьому вищий ступінь стиснення і швидкість декодування. При поширенні фотографій WebP дозволяє забезпечити максимальне стиснення з непомітною для ока втратою якості, а при необхідності збереження зображень в незмінному вигляді, наприклад, при поширенні піктограм або скріншотів, тепер підтримується режим з повним попіксельним збереженням цілісності зображення. В обох режимах можливе визначення прозорих областей, створення анімації, використання колірних профілів ICC, тайлінг і додавання метаданих XMP.

Google створив бібліотеку libwebp [ 9 вересня 2012 у Wayback Machine.] з реалізацією функцій кодування і декодування зображень у форматі WebP.

Для роботи з цим форматом існують відкриті бібліотека (libvpx) і конвертор (webpconv).

Алгоритм

Стиснення складається з двох етапів. На першому робиться спроба «передбачити» вміст одних блоків за вже декодуваними (три блоки над поточним і один блок ліворуч від нього), на другому кодується помилка передбачення. Блоки відмальовуються в порядку зліва направо і зверху вниз.

Режими передбачення працюють з 3 розмірами макроблоків

• 4×4 в каналі яскравості
• 16×16 в каналі яскравості
• 8×8 в каналі кольоровості

У VP8 і WebP реалізовані режими передбачення:

• Горизонтальне, H_PRED. Кожен стовпець поточного блоку є копією стовпця зліва від поточного блоку.
• Вертикальне, V_PRED. Кожен рядок поточного блоку є копією рядка над поточним блоком.
• DC передбачення, DC_PRED. Заповнює весь блок однаковими значеннями, отриманими за рахунок усереднення значень пікселів вищерозміщених рядка і стовпця зліва від поточного блоку.
• Передбачення TrueMotion, TM_PRED. Розроблено в «On2 Technologies». Крім рядка над блоком і стовпця зліва від нього, використовується піксель, розташований зверху-ліворуч від блоку. Різниця між кутовим пікселем і рядком зверху записується в рядки блоку, при цьому до значень додається значення відповідного пікселя зі стовпця. X_ij = Стовпець_i + Ряд_j - кутовий піксель.
• Для блоків 4x4 реалізовано 6 додаткових режимів, схожих з V_PRED і H_PRED, але з діагональними напрямками.

Для стиснення помилок передбачення і підблоків, які не були передбачені, використовується дискретне косинусне перетворення DCT (і, зрідка, перетворення Волша–Адамара, WHT). Обидва перетворення працюють з підблоками розміром 4х4 пікселя. Реалізація перетворень виконана на представленні чисел з фіксованою точністю, щоб зменшити помилки округлення. Коефіцієнти DCT і WHT пакуються ентропійних кодеком.

WebP не працює в колірному просторі RGB, перед кодуванням зображення переводиться в YUV з глибиною 8 біт і форматом 4:2:0. Перетворення здійснюється відповідно до стандарту ITU-R BT.601.

Для деяких зображень може використовуватися алгоритм upscaling, коли кодується не саме зображення, а його відмасштабована (зменшена) версія. Декодер проводить зворотне перетворення (збільшення зображення).

Підтримка

Перегляд зображень у форматі WebP підтримується браузерами Google Chrome (починаючи з 9 версії) і Opera (починаючи з версії 11.10).

Android підтримує читання і запис WebP зображень починаючи з версії 4.0.[10]

За допомогою спеціальної javascript—бібліотеки можливе відтворення в браузерах, що підтримують відео у форматі WebM, зокрема, в Firefox 4.0 і новіших.

Існує також порт бібліотеки libwebp під назвою libwebpjs/libwebpas на javascript і actionscript, що дозволяє використовувати WebP у всіх популярних браузерах (підтримка IE6+ здійснюється за допомогою додаткового модуля Adobe Flash).

Формат підтримується невеликою кількістю переглядачів зображень. Існує плагін для програми IrfanView, також webp підтримує програма для перетворення зображень ImageMagick за умови встановлення бібліотеки libwebp.

Виноски

1. WEBP file extension. DotWhat.net. Архів оригіналу за 13 березня 2013. Процитовано 1 жовтня 2010. 
2. Rabbat, Richard (30 вересня 2010). WebP, a new image format for the Web. Chromium Blog. Google. Архів оригіналу за 13 березня 2013. Процитовано 1 жовтня 2010. 
3. RIFF Container. Google Code. Google. Архів оригіналу за 13 березня 2013. Процитовано 1 жовтня 2010. 
4. WebP Home [ 23 березня 2012 у Wayback Machine.]: "Did you know? WebP is pronounced «weppy». /(wĕpˈē)/ "
5. . Архів оригіналу за 1 вересня 2012. Процитовано 31 серпня 2012. 
6. . Архів оригіналу за 24 листопада 2010. Процитовано 31 серпня 2012. 
7. . Архів оригіналу за 6 листопада 2010. Процитовано 31 серпня 2012. 
8. http://www.webmproject.org/media/pdf/vp8-bitstream.pdf^{[недоступне посилання з лютого 2019]}
9. Chrome та малюнки WebP [ 5 листопада 2010 у Wayback Machine.](італ.)
10. . Архів оригіналу за 7 травня 2012. Процитовано 31 серпня 2012. 
11. . Архів оригіналу за 19 жовтня 2010. Процитовано 31 серпня 2012. 
12. . Архів оригіналу за 11 серпня 2011. Процитовано 31 серпня 2012. 
13. . Архів оригіналу за 14 листопада 2015. Процитовано 31 серпня 2012.