画像軽量化サービスやツールをSSIM値とファイルサイズで比較してみよう!まずは無料のWebサービス版で試して、効果を実感することが大切!

今回は、JPEGダイエット対決の番外編というか、SSIM (Structural similarity) の値とファイルサイズで比較した結果をレポートします。いつもはファイルサイズのみの比較とし、画質に関してはそこまで詳しく記載していませんでした。しかし、「軽くなったけど荒くなりすぎた!」というお話をきくことも多く、やはり画質とファイルサイズをしっかりと比べる必要があるなと感じたのです。

そこで今回は、SSIM値も含めてレポートしていきたいと思います。なお、SSIM値については、詳しくはWikipediaをご覧ください。一部抜粋して計算します。

Structural similarity

The difference with respect to other techniques mentioned previously such as MSE or PSNR is that these approaches estimate absolute errors; on the other hand, SSIM is a perception-based model that considers image degradation as perceived change in structural information, while also incorporating important perceptual phenomena, including both luminance masking and contrast masking terms. Structural information is the idea that the pixels have strong inter-dependencies especially when they are spatially close. These dependencies carry important information about the structure of the objects in the visual scene. Luminance masking is a phenomenon whereby image distortions (in this context) tend to be less visible in bright regions, while contrast masking is a phenomenon whereby distortions become less visible where there is significant activity or "texture" in the image.

前述のMSEやPSNRなどの他の手法との違いは、これらの手法が絶対誤差を推定することです。他方では、SSIMは、画像劣化を構造情報の知覚された変化とみなす知覚ベースのモデルであるルミナンスマスキングとコントラストマスキングの両用語を含む重要な知覚現象も取り入れています。構造情報は、ピクセルが特に空間的に近いときに強い相互依存性を有するという考えである。これらの依存関係は、ビジュアルシーン内のオブジェクトの構造に関する重要な情報を保持します。ルミナンスマスキングは、画像歪み(この文脈では)が明るい領域では目立たなくなる傾向があり、コントラストマスキングは、画像内に著しい活動または「テクスチャ」がある場合に歪みが目立たなくなる現象である。

画像の評価や比較方法にはMSE (Mean Squared Error: 平均二乗誤差)やPSNR (Peak signal-to-noise ratio: ーク信号対雑音比)というものがあって、それらは「誤差」について比較や評価をするのですが、SSIMは人間が見た時に「違い」があるかどうかを評価するようです。

わかりやすくいうと、「ピクセル単位で細かく差分を比較するのではなく、人間がみたのと同じような状態で評価する。」という風になります。

難しい話はおいておいて、先に進みましょう。

今回の画像軽量化サービス一覧とその結果

2018-09-06-imageoptim-low.jpg今回の対象画像は、紅葉が綺麗な山岳の写真

いくつかのサービスとツールで、それぞれオリジナルの画像と処理後の画像を、SSIM値とファイルサイズで比較していきます。SSIMが最も「1」に近く、ファイルサイズが小さいものが最も優れていると判断します。

対象ファイルサイズ削減容量/割合SSIM値
オリジナル 1.3MB - -
LightFile 画質標準 464KB -867.2KB
(-65.14%)
0.999596
LightFile 画質容量優先 280KB -1,051.5KB
(-78.97%)
0.998066
JPEGmini 635KB -696.2KB
(-52.30%)
0.999413
TinyPNG 522KB -809.2KB
(-60.79%)
0.996413

画質が優れている場合のファイルサイズ比較

JPEGminiは、画質の良さに定評があります。LightFileの画質標準と比べてみましょう。LightFileはどの画質であっても、処理前の画像と比較しても画質画の劣化がわかりづらいことをイベントで実証しています。LightFileの画質比較については、こちらのブログ記事をご参照ください。

それではJPEGminiとLightFileを比較していきます。

ファイルサイズ

  • JPEGmini 635KB (-696.2KB / -52.30%)
  • LightFile 標準画質 464KB (-867.2KB / -65.14%)

LightFileの方が、171KB多く削減し、削減割合は12.84%多い結果となりました。

SSIM

  • JPEGmini 0.999413
  • LightFile 標準画質 0.999596

LightFileの方が、0.000183 画質の評価がよいという結果になりました。SSIM値の差は表現が難しいのですが、0.001異なると、相当画質に差があります。今回は0.00018の差なので、画質に大きな差はないと判断できます。

軽量である場合のSSIM値

続いて、ファイルサイズを大きく軽量化するTinyPNGとの比較です。とにかく軽量化したい場合は、TinyPNGを選択する方も多いと思います。それではTinyPNGとLightFileを比較していきます。

ファイルサイズ

  • TinyPNG 522KB (-809.2KB / -60.79%)
  • LightFile 容量優先画質 280KB (-1,051.5KB / -78.97%)

LightFileの方が、242.3KB多く削減し、削減割合は18.18%多い結果となりました。

SSIM

  • TinyPNG 0.996413
  • LightFile 容量優先画質 0.998066

LightFileの方が、0.001653 画質の評価がよいという結果になりました。TinyPNGが画質を大きく落としてファイルサイズを軽くするため、SSIM値で0.0016とかなりの評価が低い結果となりました。ただ、今回はサンプルにした画像が、TinyPNGにあっていない可能性があります。通常、TinyPNGで60%程度の軽量化は割と普通であり、70%以上軽量化することも珍しくないためです。

圧縮率ではなくSSIM値での比較という新しい概念

画像の軽量化は、今までは圧縮率をいくつにするか、というのが標準的な考え方でした。「圧縮率=画質」と考え圧縮率が低ければ高画質、圧縮率が高ければ低画質、といった感じです。しかしこれでは、その画像の軽量化に最適な圧縮率というのは考慮されず、なんとなく決めた圧縮率で処理するということになります。

SSIM値による処理結果を比較する方法は、異なる圧縮率で処理した結果から比較を行うことになりますので、しっかりと画質を比較して結果を得るということになります。まだまだ浸透していない概念ですが、画質をあまり考えず、機械的に単一の圧縮率で処理するのではなく、最適な画質を得るための方法で処理する流れになってくると考えています。

最後に

いかがでしたでしょうか?結果としてLightFileの方が優れているという宣伝のようなブログ記事になってしまいましたが、SSIMという画質評価指数というものがあると知っていただければ幸いです。TinyPNGは軽量化が素晴らしいので、画質よりも軽量化!という場合は、TinyPNGはおすすめです。JPEGminiだと軽量化が足りない!ということも多く聞きます。もちろん、画質が良くて軽くしたい!というわがままな要望を叶えたい場合は、LightFileをぜひ利用しましょう(笑)

画像の軽量化は人間ではなくプログラムが行ったほうが効率がよく、LightFileは画質の判定も行うので、画質の心配もいりません。仕組み化して自動化することができるのです。

「ウチもチェックしてほしい!」という方は、お気軽にお問い合わせください!下のLightFileのフォームよりお問い合わせいただけます。

JPEG画像を多く利用している際の場合、LightFileなどの画像最適化ツールを利用することで、より軽量化することが可能です。軽量化すれば、閲覧者も表示を待たされることも軽減され、サーバ負荷もさげることができます。画像の不要なファイルサイズを削減して、より高速表示するようにしましょう。

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