Jpegエンコーダのサブサンプリングとインターレースの挙動 Photoshop / ImageMagick / MozJPEG / Guetzli

Jpegの品質は指定できても、サブサンプリング因子(4:4:4や4:2:0など)まで指定できるアプリケーションは多くありません。

そこでアプリケーションやエンコーダごとに、デフォルトでサブサンプリングと、ついでにインターレースがどう決められるか調査しました。

結論

サブサンプリングについてパラメータを省略すると、エンコーダの挙動は次のようになりました。
入力ファイルによる違いはなく、同様の結果が得られました。

• Photoshop
  • 品質50まで4:2:0、品質51から4:4:4
  • インターレースなし
  • サブサンプリング因子は指定不可・プログレッシブは指定可(最適化との併用不可)
• ImageMagick
  • 品質89まで4:2:0、品質90から4:4:4
  • インターレースなし
  • -sampling-factorと-interlaceオプションで指定可(convertコマンド)
• MozJPEG
  • 品質に関わらず4:2:0
  • インターレースなし
  • -sampleと-progressiveオプションで指定可(cjpegコマンド)
• Guetzli
  • 品質に関わらず4:4:4
  • インターレースなし
  • サブサンプリング因子・インターレースともに指定不可のよう(guetzliコマンドのヘルプに見当たらず)

MozJPEGはプログレッシブになる気がしていましたが、勘違いだったようです。

元画像

元画像はいくつか用意しました。画像の質や解像度による変化があるかもと思ったからです。

写真はぱくたそさんから拝借して正方形にトリミングしました。

ノイズは1ピクセルごとにランダムな色が並ぶものです。画像圧縮が最も嫌がりそうなエントロピーの大きいデータです。一方、フラットは白一色の画像で、モザイクはその中間の30ピクセル四方のランダムな色の並びです。

480x480

写真	ノイズ	モザイク	フラット

解像度のバリエーション

1000x1000	2000x2000

変換処理

品質Q(0〜100)を変数に元ファイルSRCから変換先JpegファイルDEST変換を行います。作業はmacOSで行いました。

• Photoshop
  • CC 2018 (19.0)
  • Web用に保存(従来)機能を利用
  • オプションは最適化あり・プログレッシブなし(最適化との併用不可)
  • こちらの記事を参考にJSXを作成
• ImageMagick
  • 7.0.8-14 (Homebrew)
  • convert -quality Q SRC DEST
• MozJPEG
  • 3.3.1 (Homebrew)
  • PNG入力に対応していないのでTGAを経由 convert SRC SRC.tga
  • cjpeg -quality Q -targa SRC.tga DEST
• Guetzli
  • 1.0.1 (Homebrew)
  • Q=84〜100
  • guetzli --quality Q SRC DEST