知道該在哪「偷工減料」,Google開源深度學習壓縮圖片技術Guetzli
知道該在哪「偷工減料」,Google開源深度學習壓縮圖片技術Guetzli
2017.03.20 | Google

打開一個網站,發現網頁速度載入很慢,這可能不僅僅是你網路頻寬的問題,也可能是因為這個網站需要載入太多的影像檔。

而同等頻寬和網站的前提下,如果可以「無損」壓縮這個網站上的圖片大小,理所應當就會載入得更快。我們想擁有更快的網速,也珍惜寶貴的手機流量,Google就決定在技術上做一個微小的貢獻,讓你在瀏覽網頁時有更快的感受。

實際上,Google最近開源了一個圖像壓縮演算法Guetzli——Guetzli能產生(壓縮)更小的JPEG文檔,同時盡可能的保持圖像品質,並且它能與現在的流覽器格式、影像處理應用程式和JPEG標準相容。也就是說,Google提供了一種新的壓縮圖像的方法,這種方法可以提供類似的圖片顯示效果,但保持更小的檔大小。它可利用到很多的網站設計以及圖像工具上,進而實現降低全網的影像檔大小。

話不多說,先上圖看是不是有類似的效果:

Guetzli-1.png
圖/ PingWest
Guetzli-2.png
圖/ PingWest

兩張圖分別存在未壓縮的原圖、使用比較流行演算法的壓縮圖和Google的Guetzli演算法壓縮圖。如果不提前說明,你能看出什麼樣的規律?

在第一張20×24圖元的貓眼圖中,我們實際上很難察覺出第一張和第二張內具體有什麼區別,但第三張看起來色彩更淡,而貓眼之外第三張比第二張區塊更少;而下面這張圖,其實是天空中的一根電話線,我們可以看到第一張圖最清晰,電話線本身很少有區塊,而第二張和第三張均出現了區塊,且線之外的天空裡第二張區塊更明顯。這些是基於我們人眼的判斷結果。

真相是,貓的眼睛縮放圖最左側是原始未壓縮的圖、中間的是經過libjpeg演算法的圖(libjpeg是另外一個比較流行的圖像壓縮演算法,用來和Guetzli做對比)、最右側的是經過Guetzli演算法的圖;第二張16×16圖元電線圖的位置一樣。

對於這個技術本身,Google並沒有在官方博客裡給出詳細的技術解讀,但已知的是這其實也是一個基於深度學習(RNN)的技術,主旨就是基於人們對於圖片的感知因素而判斷取捨。

JPEG圖片的視覺品質和主流的圖像多級壓縮方式是直接相關的,主要是要遵從三個過程:色彩空間變換——離散余弦變換——量化階段。前兩部分有些複雜,但並不是這個技術的核心,所以可以理解為在前兩項技術壓縮大小已經固定的情況下,優化最後一項量化階段。而量化階段的操作就有點類似很多影像處理軟體的「另存為」:選擇的視覺品質越小,它就損失越多,圖片就會被壓縮得更小。但這個量化階段的重點是如何取捨圖像品質和圖像大小這些細節問題。

Guetzli演算法就是在這個步驟引入了一個叫做Butteraugli的精神視覺模型——它用來決定保存哪些顏色或者細節、壓縮掉哪些細節,從而達到人們視覺上的最優,且影像檔更小。

但具體是如何做到的,Google Blog中也沒有給到更詳細的解釋。但既然是一項基於圖像壓縮和人類感知的深度學習技術——或許如果把圖像庫資料打散成各種標籤,與人們視覺感知的結果作邏輯連接,提供人們視覺下的最佳解做模型。在不斷地攝入眾多這樣的資料來源(圖像)後,是不是就可以形成可以支撐Guetzli演算法的「精神視覺」模型?而這個精神視覺模型已經學會了判斷在人們覺得什麼樣的圖片更好看以及圖片如何壓縮之間的最佳解?嗯,可能比人更瞭解。

Guetzli-3.png
圖/ PingWest

Google拿這一結果與另一款比較流行的開源編碼器libjpeg進行了對比——「75%的用戶更偏好Guetzli,這意味著Butteraugli的精神視覺性模型在高畫質感知取捨方面更接近於人類感知。」

Google已經在Github上開源了這個Guetzli JPEG編碼器。可見這件事情也不只是針對Google網站或者公司本身,而是Google希望所有的網站開發人員、圖形設計師或是攝影師都可以使用到這樣的圖像壓縮演算法替代網路中傳統演算法下的JPEG圖片,進而大幅降低網路成本。

但Google Blog中也提到,因為Guetzli演算法涉及到更多的量化過程,也就是說壓縮過程比libjpeg更慢,但Guetzli相容現有的流覽器和設備。Google希望更多的人使用Guetzli演算法壓縮圖片,而如果這一成就達成,相信我們會有更快的流覽體驗。

當然,也會節省你的手機流量。

本文授權轉載自:PingWest

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從企業到政府,圓剛科技以MIT高資安打造頂級影音防線
從企業到政府,圓剛科技以MIT高資安打造頂級影音防線

從企業、政府的遠距會議,到國境通關與高度精準的手術現場,視訊鏡頭、麥克風影像擷取設備在各行各業中無所不在,一場隱形的資安革命也悄然發生。隨著全球地緣政治升溫,供應鏈去風險化浪潮席捲,加上資安事件頻傳,影音設備已不再是單純的硬體周邊,而是接入企業核心網路的通道,任何漏洞都可能成為企業或國家級的資安破口。

這也讓企業和政府採購思維產生根本性轉變,如今不再一味追求便宜,而是要兼具信任、品質與高資安,台灣影音直播設備龍頭圓剛科技,便以 MIT 研發製造,築起乾淨透明的供應鏈高牆,更以「三個 100%」的高品質承諾,成為企業、政府最安全的影音設備後盾。

不打價格戰,以三個 100% 建立透明供應鏈

這股從「價格」走向「信任」的市場轉變,圓剛科技全球品牌行銷處處長蔡柏輝非常有感。他透露,過去企業與政府採購影音設備時,往往以 CP 值為優先考量,以前第一句話問︰「鏡頭解析度多高?價格多便宜?」,現在卻問︰「這台設備的韌體是哪裡寫的?晶片來源乾淨嗎?會不會有資安後門?」「現在採購完全不一樣了,他們更重視產品的信任感和高資安,還有供應鏈是否絕對穩定。」

外界對圓剛的印象,或許還停留在直播主螢幕後、在台灣搶下超過九成市占的影像擷取設備,但事實上,圓剛深厚的影音技術早已延伸至政府、國防、金融、醫療與高科技等產業中。面對市場上的低價競爭,圓剛不打價格戰,而是以「百分百 MIT 研發製造」、「高品質」與「高資安」為訴求,為無數對安全極度敏感的企業與機構,打造可信賴且極致穩定的影音解決方案。

蔡柏輝表示,圓剛堅守「三個 100%」:100% 研發透明、100% 供應鏈可追溯、100% 嚴格品質把關。市面上九成影音品牌都是貼牌採購,但圓剛成立 36 年來,始終堅持在台灣進行產品研發與製造,從來源就建立更透明、更可控的管理機制,嚴格篩選非紅供應鏈,從源頭杜絕潛在的資安後門風險,成為客戶最安心的「台灣優選」品牌。

圓剛科技全球品牌行銷處處長 蔡柏輝
圓剛科技全球品牌行銷處處長 蔡柏輝
圖/ 數位時代

圓剛不僅擁有自己的研發團隊,也建立自主驗證實驗室,產品出廠前必須經過長時間的散熱與壓力測試、靜電防護、電磁相容性驗證等,以車規與工業級標準打磨每一台設備,消除瞬間黑屏或當機風險,確保設備在會議室、指揮中心、教育場域及政府機關等多種環境中,都能長時間穩定運作。

當市場出現新的資安漏洞或作業系統更新帶來的相容性問題,圓剛也能迅速回應,在最短時間內完成韌體修補、測試並推播更新,把客戶的維護成本降到最低。正因為對產品穩定度有著絕對信心,圓剛針對政府及產業應用相關產品,提供最高五年的品質保固保障,這更是其他貼牌廠商完全無法提供的承諾。

工業級高品質表現,滿足企業多元場景需求

正是這份堅持,讓圓剛的影音設備能在眾多要求高資安、高品質的專業場域落地。以國境安全為例,民眾在邊境通關的臉部辨識系統,就是採用圓剛高畫質 4K 視訊鏡頭(PW515),可精準自動對焦,大幅降低光線干擾,提升臉部辨識成功率與通關效率。在查驗包裹與貨物的 X 光機上,也採用圓剛的影像擷取卡(GC571),以零延遲、無壓縮的高清細節,提供最真實的影像,成為邊境防毒防私的第一線眼睛。

圓剛 PW515 可精準自動對焦,大幅降低光線干擾,提升臉部辨識成功率與通關效率。
圓剛 PW515 可精準自動對焦,大幅降低光線干擾,提升臉部辨識成功率與通關效率。
圖/ 數位時代

在國防單位和國家科研機構中,不論是遠距視訊會議,或是戰情傳遞,不少重要會議導入圓剛的視訊鏡頭和智慧降噪會議揚聲器(AS315),避免因藍牙等無線傳輸,在半路被攔截資訊封包,同時滿足通訊清晰、不中斷的需求。

在高階醫療場域,圓剛展現了對影像細節的極致要求。以微血管超音波為例,由於臨床判讀極度依賴影像還原度,些微的色偏或失真都可能影響醫師診斷。圓剛專業級影像擷取器(GC535)透過 4K 解析度與 RGB24 無損色彩還原技術,能將最原始、無壓縮、不偏色的精細畫面傳輸至系統,協助醫師進行精準判讀。考量到醫療設備需長期高強度運作,全機以金屬工藝打造,可高效散熱,確保在任何嚴苛環境下都能運作穩定。

圓剛的高階擷取盒(GC535)支援 4K 高畫質、RGB24 無損色彩還原,協助醫師進行精準判讀。
圓剛的高階擷取盒(GC535)支援 4K 高畫質、RGB24 無損色彩還原,協助醫師進行精準判讀。
圖/ 數位時代

在金融領域,圓剛的 4K 視訊鏡頭也用於銀行的自動開戶機台,滿足金融業嚴苛的遠端身分驗證與銀行級資安防護。而台灣 IC 設計大廠和車用導航大廠,在研發階段檢測 HDMI 影像訊號時,也採用圓剛的擷取設備,進行無壓縮的影像採集,確保出廠時產品品質毫釐不差。

持續深化影音技術,打造極致安全順暢體驗

從合規晶片、台灣製造到硬體無隱藏連網模組,圓剛一層層打造嚴密的資安屏障,「圓剛不只是賣視訊設備的硬體廠商,更是國家級與垂直產業中,最值得信賴的影音安全防線,」蔡柏輝說。

未來這個防護網也將持續進化,讓設備變聰明,但資料不出門。過去要做到智慧降噪、自動對焦追蹤或多畫面切換,常需依賴外部軟體或雲端運算,這對資安敏感的企業來說是極大隱患。未來圓剛的商用擷取卡與視訊鏡頭,將直接在硬體本機上完成所有影像與音訊的智慧處理,無論是消除會議室外的雜音,或是廠務檢測設備時瞬間抓取細節,所有運算都在設備內一秒搞定,蔡柏輝強調︰「一個封包、一張畫面都不需上雲端,這才是政府、企業、金融與國防真正敢用的智慧影音。」

針對現代企業裡的複雜運作環境,可能同時存在不同的作業系統與各類專用機台,圓剛也將持續以「隨插即用」(Plug-and-Play)與極致相容性為核心,讓設備無縫對接產業既有的會議軟體、醫療儀器、銀行櫃員機或軍警戰情室。客戶不需打掉重練,就能輕鬆獲得國家級的影音傳輸品質與資安防護,成為企業各種設備的萬能影音樞紐。

蔡柏輝堅定地說︰「圓剛未來目標非常明確:『讓商用影音導入變得極致順暢,讓資安防護做得滴水不漏。』」當數位轉型邁入資安至上的全新紀元,圓剛將持續以「MIT 信任」、「高資安」、「高品質」三大防護,做全球企業最值得信賴的影音後盾。

圓剛科技將持續深化影音技術,打造極致安全順暢體驗,讓商用影音導入變得極致順暢,讓資安防護做得滴水不漏
圓剛科技將持續深化影音技術,打造極致安全順暢體驗,讓商用影音導入變得極致順暢,讓資安防護做得滴水不漏。
圖/ 數位時代

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