Google製JPEGエンコーダー「Guetzli」

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2017年03月19日に更新

Guetzli

Guetzli [guɛtsli] とはスイスドイツ語でクッキーの意味。¹

Google が2016年10月22日に GitHub で Initial Release を公開した JPEG エンコーダー。2017年1月13日に GIGAZINE で紹介される。
2017年3月15日に 1.0 がリリースされ、Google Research Blog でアナウンスされたため、同17日頃より国内メディアで紹介され始めた。

Mozilla の JPEG エンコーダー mozjpeg と画像処理を比較した結果、200倍の処理時間がかかった上に圧縮率が拮抗してて（しかも負けてる）、品質も大差ない（しかも quality 90 以下では負けてる）ので、正直使えないかもしれない。ナニコレ。

インストール

curl -L https://github.com/google/guetzli/releases/download/v1.0/guetzli_linux_x86-64 -o guetzli
chmod a+x guetzli && mv $_ /usr/local/bin

CentOS 7.3.1611 (minimal) で動作確認。
コンパイル手順では libpng (extras) と gflags (epel) のインストールが記載されているが、バイナリ版には含まれているのかインストールしなくても動作した。（インストールしてもエンコードサイズは変わらなかった）

使い方

基本

guetzli bees.png bees_compressed.jpg

品質指定

guetzli -quality 90 bees.png bees_90.jpg

詳細表示

guetzli -verbose bees.png bees_compressed.jpg

Original Out[ 148444] BA[100.00%] D[0.4312] Score[148444.0000] (*)
Iter  1: f111111 quantization matrix:
  1  1  1  1  1  1  1  1     1  1  1  1  1  1  1  1     1  1  1  1  1  1  1  1
  1  1  1  1  1  1  1  1     1  1  1  1  1  1  1  1     1  1  1  1  1  1  1  1
  1  1  1  1  1  1  1  1     1  1  1  1  1  1  1  1     1  1  1  1  1  1  1  1
  1  1  1  1  1  1  1  1     1  1  1  1  1  1  1  1     1  1  1  1  1  1  1  1
  1  1  1  1  1  1  1  1     1  1  1  1  1  1  1  1     1  1  1  1  1  1  1  1
  1  1  1  1  1  1  1  1     1  1  1  1  1  1  1  1     1  1  1  1  1  1  1  1
  1  1  1  1  1  1  1  1     1  1  1  1  1  1  1  1     1  1  1  1  1  1  1  1
  1  1  1  1  1  1  1  1     1  1  1  1  1  1  1  1     1  1  1  1  1  1  1  1
Iter  1: f111111 GQ[ 0.00] Out[ 148314] BA[100.00%] D[0.4312] Score[148314.0000] (*)
(snip)
Iter  9: f111111 quantization matrix:
  3  3  3  3  3  3  5  5     3  3  3  3  3  3  5  5     3  3  3  3  3  3  5  5
  3  3  3  3  3  5  5  5     3  3  3  3  3  5  5  5     3  3  3  3  3  5  5  5
  3  3  3  3  5  5  5  5     3  3  3  3  5  5  5  5     3  3  3  3  5  5  5  5
  3  3  5  5  5  5  5  5     3  3  5  5  5  5  5  5     3  3  5  5  5  5  5  5
  3  5  5  5  5  5  5  5     3  5  5  5  5  5  5  5     3  5  5  5  5  5  5  5
  5  5  5  5  5  5  5  5     5  5  5  5  5  5  5  5     5  5  5  5  5  5  5  5
  5  5  5  5  5  5  5  5     5  5  5  5  5  5  5  5     5  5  5  5  5  5  5  5
  5  5  5  5  5  5  5  5     5  5  5  5  5  5  5  5     5  5  5  5  5  5  5  5
Iter  9: f111111 GQ[29.82] Out[  58432] BA[100.00%] D[0.9286] Score[58432.0000]

YUV444 selected quantization matrix:
  3  3  3  3  3  3  5  5     3  3  3  3  3  3  5  5     3  3  3  3  3  3  5  5
  3  3  3  3  3  5  5  5     3  3  3  3  3  5  5  5     3  3  3  3  3  5  5  5
  3  3  3  3  5  5  5  5     3  3  3  3  5  5  5  5     3  3  3  3  5  5  5  5
  3  3  5  5  5  5  5  5     3  3  5  5  5  5  5  5     3  3  5  5  5  5  5  5
  3  5  5  5  5  5  5  5     3  5  5  5  5  5  5  5     3  5  5  5  5  5  5  5
  5  5  5  5  5  5  5  5     5  5  5  5  5  5  5  5     5  5  5  5  5  5  5  5
  5  5  5  5  5  5  5  5     5  5  5  5  5  5  5  5     5  5  5  5  5  5  5  5
  5  5  5  5  5  5  5  5     5  5  5  5  5  5  5  5     5  5  5  5  5  5  5  5
Iter 10: f111111(7) up Coeffs[24885/45016] Blocks[1287/1797/1848] ValThres[0.7288] Out[  46401] EstErr[0.10%] BA[100.00%] D[1.0452] Score[1820309.3844]
Iter 11: f111111(7) up Coeffs[3563/19983] Blocks[861/1781/1848] ValThres[0.0294] Out[  44501] EstErr[0.07%] BA[100.00%] D[1.0487] Score[2088126.7296]
Iter 12: f111111(7) up Coeffs[3543/16420] Blocks[944/1771/1848] ValThres[0.0332] Out[  42585] EstErr[0.08%] BA[100.00%] D[1.0651] Score[4521058.0405]
(snip)
Iter 33: f111111(7) down Coeffs[49/3569] Blocks[27/136/1848] ValThres[0.0173] Out[  37860] EstErr[0.08%] BA[100.00%] D[0.9947] Score[119150.1578]
Iter 34: f111111(7) down Coeffs[47/1717] Blocks[23/73/1848] ValThres[0.0259] Out[  37897] EstErr[0.10%] BA[100.00%] D[0.9796] Score[56045.0362]
Iter 35: f111111(7) down Coeffs[44/285] Blocks[10/21/1848] ValThres[0.0265] Out[  37910] EstErr[0.06%] BA[100.00%] D[0.9717] Score[37910.0000] (*)

バグ？

guetzli -version

とやっても guetzli としか出力されない。

スピードとサイズ

quality	時間	サイズ	圧縮率
84	9.474s	19881	11.2%
90	10.960s	25783	14.5%
95	13.667s	37910	21.4%
100	23.489s	148444	83.7%
未指定	13.530s	37910	21.4%

公式のサンプル画像を元にした数値。オリジナル画像のサイズは 177424 バイト。
-quality は 84 からしか指定できない。
変換サイズから推測して未指定の場合は -quality 95 になるようだ。

その他の JPEG エンコーダー

Lepton
mozjpeg
libjpeg-turbo
jpegoptim

mozjpeg との比較

画像

画像処理界隈で有名な Lena の画像 ² で比較。

時間

quality	Guetzli	mozjpeg (cjpeg)
84	19.498s	0.073s
90	22.506s	0.079s
95	29.476s	0.111s
100	44.614s	0.214s

Guetzli 時間かかりすぎワロタ。

ファイルサイズ

quality	Guetzli	mozjpeg (cjpeg)
84	50071 17.7%	49451 17.5%
90	60965 21.6%	60599 21.5%
95	91629 32.5%	80572 28.6%
100	223908 79.3%	173504 61.5%

Guetzli 軒並み負けてて草。

品質

quality	Guetzli	mozjpeg (cjpeg)
84	248724	246865
90	244907	242166
95	234535	235457
100	120435	179307

ImageMagick の compare で AE で比較。異なるピクセル数。少ない方が品質が高い。
quality 90 以下で200倍時間かけてる Guetzli が負けてて草も生えない。

## Guetzli
https://github.com/google/guetzli

Guetzli [guɛtsli] とはスイスドイツ語でクッキーの意味。[^cookie]

![guetzli.gif](https://qiita-image-store.s3.amazonaws.com/0/15175/025341f9-d8c4-5593-c346-9687f1a59d53.gif)

* [Research Blog: Announcing Guetzli: A New Open Source JPEG Encoder](https://research.googleblog.com/2017/03/announcing-guetzli-new-open-source-jpeg.html)
* [GoogleがJPEGエンコーダー「Guetzli」をオープンソースで公開 - GIGAZINE](http://gigazine.net/news/20170113-google-guetzli/)
* [Google、より高画質で小サイズを実現するJPEGエンコーダをオープンソースで公開 - PC Watch](http://pc.watch.impress.co.jp/docs/news/1050088.html)
* [Google、JPEGエンコーダ「Guetzli」公開、同じ画質で35％小さく圧縮 | マイナビニュース](http://news.mynavi.jp/news/2017/03/17/071/)

[^cookie]: http://www.dict.cc/?s=Guetzli

## インストール
```bash
curl -L https://github.com/google/guetzli/releases/download/v1.0/guetzli_linux_x86-64 -o guetzli
chmod a+x guetzli && mv $_ /usr/local/bin
```
CentOS 7.3.1611 (minimal) で動作確認。
コンパイル手順では libpng (extras) と gflags (epel) のインストールが記載されているが、バイナリ版には含まれているのかインストールしなくても動作した。（インストールしてもエンコードサイズは変わらなかった）

## 使い方
### 基本
```bash
guetzli bees.png bees_compressed.jpg
```
### 品質指定
```bash
guetzli -quality 90 bees.png bees_90.jpg
```
### 詳細表示
```bash
guetzli -verbose bees.png bees_compressed.jpg
```
```
Original Out[ 148444] BA[100.00%] D[0.4312] Score[148444.0000] (*)
Iter  1: f111111 quantization matrix:
  1  1  1  1  1  1  1  1     1  1  1  1  1  1  1  1     1  1  1  1  1  1  1  1
  1  1  1  1  1  1  1  1     1  1  1  1  1  1  1  1     1  1  1  1  1  1  1  1
  1  1  1  1  1  1  1  1     1  1  1  1  1  1  1  1     1  1  1  1  1  1  1  1
  1  1  1  1  1  1  1  1     1  1  1  1  1  1  1  1     1  1  1  1  1  1  1  1
  1  1  1  1  1  1  1  1     1  1  1  1  1  1  1  1     1  1  1  1  1  1  1  1
  1  1  1  1  1  1  1  1     1  1  1  1  1  1  1  1     1  1  1  1  1  1  1  1
  1  1  1  1  1  1  1  1     1  1  1  1  1  1  1  1     1  1  1  1  1  1  1  1
  1  1  1  1  1  1  1  1     1  1  1  1  1  1  1  1     1  1  1  1  1  1  1  1
Iter  1: f111111 GQ[ 0.00] Out[ 148314] BA[100.00%] D[0.4312] Score[148314.0000] (*)
(snip)
Iter  9: f111111 quantization matrix:
  3  3  3  3  3  3  5  5     3  3  3  3  3  3  5  5     3  3  3  3  3  3  5  5
  3  3  3  3  3  5  5  5     3  3  3  3  3  5  5  5     3  3  3  3  3  5  5  5
  3  3  3  3  5  5  5  5     3  3  3  3  5  5  5  5     3  3  3  3  5  5  5  5
  3  3  5  5  5  5  5  5     3  3  5  5  5  5  5  5     3  3  5  5  5  5  5  5
  3  5  5  5  5  5  5  5     3  5  5  5  5  5  5  5     3  5  5  5  5  5  5  5
  5  5  5  5  5  5  5  5     5  5  5  5  5  5  5  5     5  5  5  5  5  5  5  5
  5  5  5  5  5  5  5  5     5  5  5  5  5  5  5  5     5  5  5  5  5  5  5  5
  5  5  5  5  5  5  5  5     5  5  5  5  5  5  5  5     5  5  5  5  5  5  5  5
Iter  9: f111111 GQ[29.82] Out[  58432] BA[100.00%] D[0.9286] Score[58432.0000]

YUV444 selected quantization matrix:
  3  3  3  3  3  3  5  5     3  3  3  3  3  3  5  5     3  3  3  3  3  3  5  5
  3  3  3  3  3  5  5  5     3  3  3  3  3  5  5  5     3  3  3  3  3  5  5  5
  3  3  3  3  5  5  5  5     3  3  3  3  5  5  5  5     3  3  3  3  5  5  5  5
  3  3  5  5  5  5  5  5     3  3  5  5  5  5  5  5     3  3  5  5  5  5  5  5
  3  5  5  5  5  5  5  5     3  5  5  5  5  5  5  5     3  5  5  5  5  5  5  5
  5  5  5  5  5  5  5  5     5  5  5  5  5  5  5  5     5  5  5  5  5  5  5  5
  5  5  5  5  5  5  5  5     5  5  5  5  5  5  5  5     5  5  5  5  5  5  5  5
  5  5  5  5  5  5  5  5     5  5  5  5  5  5  5  5     5  5  5  5  5  5  5  5
Iter 10: f111111(7) up Coeffs[24885/45016] Blocks[1287/1797/1848] ValThres[0.7288] Out[  46401] EstErr[0.10%] BA[100.00%] D[1.0452] Score[1820309.3844]
Iter 11: f111111(7) up Coeffs[3563/19983] Blocks[861/1781/1848] ValThres[0.0294] Out[  44501] EstErr[0.07%] BA[100.00%] D[1.0487] Score[2088126.7296]
Iter 12: f111111(7) up Coeffs[3543/16420] Blocks[944/1771/1848] ValThres[0.0332] Out[  42585] EstErr[0.08%] BA[100.00%] D[1.0651] Score[4521058.0405]
(snip)
Iter 33: f111111(7) down Coeffs[49/3569] Blocks[27/136/1848] ValThres[0.0173] Out[  37860] EstErr[0.08%] BA[100.00%] D[0.9947] Score[119150.1578]
Iter 34: f111111(7) down Coeffs[47/1717] Blocks[23/73/1848] ValThres[0.0259] Out[  37897] EstErr[0.10%] BA[100.00%] D[0.9796] Score[56045.0362]
Iter 35: f111111(7) down Coeffs[44/285] Blocks[10/21/1848] ValThres[0.0265] Out[  37910] EstErr[0.06%] BA[100.00%] D[0.9717] Score[37910.0000] (*)
```
### バグ？
```bash
guetzli -version
```
とやっても `guetzli` としか出力されない。

## スピードとサイズ
| quality | 時間 | サイズ | 圧縮率 |
|:-:|:-:|:-:|:-:|
| 84  |  9.474s |  19881 | 11.2% |
| 90  | 10.960s |  25783 | 14.5% |
| 95  | 13.667s |  37910 | 21.4% |
| 100 | 23.489s | 148444 | 83.7% |
|未指定| 13.530s | 37910 | 21.4% |

公式のサンプル画像を元にした数値。オリジナル画像のサイズは 177424 バイト。
`-quality` は 84 からしか指定できない。
変換サイズから推測して未指定の場合は `-quality 95` になるようだ。

## その他の JPEG エンコーダー
* Lepton
* mozjpeg
* libjpeg-turbo
* jpegoptim

## mozjpeg との比較
### 画像
画像処理界隈で有名な Lena の画像 [^lena] で比較。
![Lena (remastered)](http://www.computableminds.com/img/2012/lena/remastered-lena.jpg)

[^lena]: http://www.computableminds.com/post/lena-soderberg-common-image-processing-test-images.html

### 時間
| quality | Guetzli | mozjpeg (cjpeg) |
|:-:|:-:|:-:|
| 84 | 19.498s | 0.073s |
| 90 | 22.506s | 0.079s |
| 95 | 29.476s | 0.111s |
| 100 | 44.614s | 0.214s |

Guetzli 時間かかりすぎワロタ。

### ファイルサイズ
| quality | Guetzli | mozjpeg (cjpeg) |
|:-:|:-:|:-:|
| 84 | 50071 17.7% | 49451 17.5% |
| 90 | 60965 21.6% | 60599 21.5% |
| 95 | 91629 32.5% | 80572 28.6% |
| 100 | 223908 79.3% | 173504 61.5% |

Guetzli 軒並み負けてて草。

### 品質
| quality | Guetzli | mozjpeg (cjpeg) |
|:-:|:-:|:-:|
| 84 | 248724 | 246865 |
| 90 | 244907 | 242166 |
| 95 | 234535 | 235457 |
| 100 | 120435 | 179307 |