WebP 무손실 손실 압축 원리와 알고리즘 메커니즘

WebP가 기존의 JPEG나 PNG를 뛰어넘는 압축률을 보이는 비결은 동영상 코덱 VP8에서 축적된 프레임 간 상관관계 분석 기법을 단일 정지 영상의 픽셀 블록에 적용했기 때문입니다.

VP8 코덱 기반의 정지 영상 압축 설계 디지털 이미지에서 인접한 픽셀들은 서로 매우 유사한 색상과 밝기 값을 갖는 경향이 있습니다. WebP 손실 인코더는 이미지를 16x16 픽셀 크기의 매크로블록으로 분할합니다. 각 블록마다 이미 인코딩된 좌측 및 상단 픽셀들을 참조하여 현재 블록의 픽셀 패턴을 예측합니다.

공간 예측 부호화 공간 도메인 작동 방식 예측 모드가 결정되면, 실제 픽셀 값에서 예측 값을 뺀 잔차 신호만을 추출합니다. 대부분의 경우 예측이 매우 정밀하게 맞아떨어지므로 잔차 값은 0에 가까운 작은 수치들로 구성됩니다. 이 잔차 데이터에 이산 여현 변환을 수행한 뒤, 인간의 시각 시스템이 민감하지 않은 고주파 성분을 양자화하여 제거합니다.

색상 변환과 로컬 팔레트 최적화 WebP 무손실 모드에서는 더욱 정교한 4단계 전처리 변환이 작동합니다. 공간 변환을 통해 서브 픽셀 예측을 수행하고, 녹색 채널 기준으로 적색과 청색 채널 간의 상관관계를 분리합니다. 고유 색상이 적은 영역은 색상 팔레트 인덱스로 변환하며, 최근 사용된 색상을 캐시 테이블에 저장하여 단 몇 비트의 인덱스로 참조합니다.