AVS ตัวลบพื้นหลัง

AVIF (AV1 Image File Format) เป็นรูปแบบไฟล์ภาพที่ทันสมัยที่ใช้ประโยชน์จากตัวแปลงสัญญาณวิดีโอ AV1 เพื่อให้ประสิทธิภาพการบีบอัดที่เหนือกว่าเมื่อเทียบกับรูปแบบเก่าๆ เช่น JPEG, PNG และ WebP AVIF พัฒนาโดย Alliance for Open Media (AOMedia) มีจุดมุ่งหมายเพื่อส่งมอบภาพคุณภาพสูงด้วยขนาดไฟล์ที่เล็กลง ทำให้เป็นตัวเลือกที่น่าสนใจสำหรับนักพัฒนาเว็บและผู้สร้างเนื้อหาที่ต้องการเพิ่มประสิทธิภาพเว็บไซต์และแอปพลิเคชันของตน

หัวใจหลักของ AVIF คือตัวแปลงสัญญาณวิดีโอ AV1 ซึ่งออกแบบมาให้เป็นทางเลือกที่ไม่ต้องเสียค่าลิขสิทธิ์สำหรับตัวแปลงสัญญาณที่เป็นกรรมสิทธิ์ เช่น H.264 และ HEVC AV1 ใช้เทคนิคการบีบอัดขั้นสูง เช่น การทำนายภายในเฟรมและระหว่างเฟรม การเข้ารหัสแบบแปลง และการเข้ารหัสเอนโทรปี เพื่อให้ได้การประหยัดบิตเรตที่สำคัญในขณะที่ยังคงรักษาคุณภาพของภาพไว้ ด้วยการใช้ประโยชน์จากความสามารถในการเข้ารหัสภายในเฟรมของ AV1 AVIF จึงสามารถบีบอัดภาพนิ่งได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่ารูปแบบดั้งเดิม

หนึ่งในคุณสมบัติหลักของ AVIF คือการรองรับการบีบอัดทั้งแบบสูญเสียและไม่สูญเสีย การบีบอัดแบบสูญเสียช่วยให้ได้อัตราการบีบอัดที่สูงขึ้นโดยแลกกับคุณภาพของภาพบางส่วน ในขณะที่การบีบอัดแบบไม่สูญเสียจะรักษาข้อมูลภาพต้นฉบับไว้โดยไม่สูญเสียข้อมูลใดๆ ความยืดหยุ่นนี้ช่วยให้นักพัฒนาสามารถเลือกโหมดการบีบอัดที่เหมาะสมตามความต้องการเฉพาะของตน โดยคำนึงถึงขนาดไฟล์และความเที่ยงตรงของภาพ

AVIF ยังรองรับพื้นที่สีและความลึกของบิตที่หลากหลาย ทำให้เหมาะสำหรับประเภทภาพและกรณีการใช้งานต่างๆ สามารถจัดการทั้งพื้นที่สี RGB และ YUV โดยมีความลึกของบิตตั้งแต่ 8 ถึง 12 บิตต่อช่องสัญญาณ นอกจากนี้ AVIF ยังรองรับการถ่ายภาพช่วงไดนามิกสูง (HDR) ซึ่งช่วยให้สามารถแสดงค่าความสว่างในช่วงที่กว้างขึ้นและสีที่สดใสยิ่งขึ้น ความสามารถนี้เป็นประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับจอแสดงผล HDR และเนื้อหา

อีกหนึ่งข้อได้เปรียบที่สำคัญของ AVIF คือความสามารถในการเข้ารหัสภาพด้วยช่องอัลฟา ซึ่งช่วยให้มีความโปร่งใส คุณสมบัตินี้มีความสำคัญสำหรับกราฟิกและโลโก้ที่ต้องการการผสานรวมที่ราบรื่นกับสีพื้นหลังหรือรูปแบบต่างๆ การรองรับช่องอัลฟาของ AVIF มีประสิทธิภาพมากกว่า PNG เนื่องจากสามารถบีบอัดข้อมูลความโปร่งใสควบคู่ไปกับข้อมูลภาพ

ในการสร้างภาพ AVIF ข้อมูลภาพต้นฉบับจะถูกแบ่งออกเป็นตารางของหน่วยการเข้ารหัส โดยปกติจะมีขนาด 64x64 พิกเซล จากนั้นแต่ละหน่วยการเข้ารหัสจะถูกแบ่งออกเป็นบล็อกที่เล็กลง ซึ่งจะถูกประมวลผลแยกกันโดยตัวเข้ารหัส AV1 ตัวเข้ารหัสใช้ลำดับเทคนิคการบีบอัด เช่น การทำนาย การเข้ารหัสแบบแปลง การหาปริมาณ และการเข้ารหัสเอนโทรปี เพื่อลดขนาดข้อมูลในขณะที่ยังคงรักษาคุณภาพของภาพไว้

ในระหว่างขั้นตอนการทำนาย ตัวเข้ารหัสใช้การทำนายภายในเฟรมเพื่อประมาณค่าพิกเซลภายในบล็อกโดยอิงจากพิกเซลโดยรอบ กระบวนการนี้ใช้ประโยชน์จากความซ้ำซ้อนเชิงพื้นที่และช่วยลดปริมาณข้อมูลที่ต้องเข้ารหัส การทำนายระหว่างเฟรม ซึ่งใช้ในการบีบอัดวิดีโอ ไม่สามารถใช้กับภาพนิ่งอย่าง AVIF ได้

หลังจากการทำนายแล้ว ข้อมูลที่เหลือ (ความแตกต่างระหว่างค่าพิกเซลที่ทำนายและค่าพิกเซลจริง) จะผ่านการเข้ารหัสแบบแปลง ตัวแปลงสัญญาณ AV1 ใช้ชุดของฟังก์ชันการแปลงโคไซน์แบบไม่ต่อเนื่อง (DCT) และการแปลงไซน์แบบไม่ต่อเนื่องแบบไม่สมมาตร (ADST) เพื่อแปลงข้อมูลโดเมนเชิงพื้นที่เป็นโดเมนความถี่ ขั้นตอนนี้ช่วยกระจุกพลังงานของสัญญาณที่เหลือให้เป็นค่าสัมประสิทธิ์ที่น้อยลง ทำให้สามารถบีบอัดได้ง่ายขึ้น

จากนั้นจะใช้การหาปริมาณกับค่าสัมประสิทธิ์ที่แปลงแล้วเพื่อลดความแม่นยำของข้อมูล การละทิ้งข้อมูลที่ไม่สำคัญจะช่วยให้ได้อัตราการบีบอัดที่สูงขึ้นโดยแลกกับการสูญเสียคุณภาพของภาพบางส่วน สามารถปรับพารามิเตอร์การหาปริมาณเพื่อควบคุมการแลกเปลี่ยนระหว่างขนาดไฟล์และความเที่ยงตรงของภาพ

ในที่สุด เทคนิคการเข้ารหัสเอนโทรปี เช่น การเข้ารหัสเลขคณิตหรือการเข้ารหัสความยาวแปรผัน จะใช้เพื่อบีบอัดค่าสัมประสิทธิ์ที่หาปริมาณแล้วเพิ่มเติม เทคนิคเหล่านี้กำหนดรหัสที่สั้นกว่าให้กับสัญลักษณ์ที่เกิดขึ้นบ่อยกว่า ซึ่งส่งผลให้การแสดงข้อมูลภาพมีขนาดกะทัดรัดมากขึ้น

เมื่อกระบวนการเข้ารหัสเสร็จสิ้น ข้อมูลภาพที่บีบอัดแล้วจะถูกบรรจุลงในรูปแบบคอนเทนเนอร์ AVIF ซึ่งรวมถึงข้อมูลเมตา เช่น ขนาดภาพ พื้นที่สี และความลึกของบิต ไฟล์ AVIF ที่ได้สามารถจัดเก็บหรือส่งได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยใช้พื้นที่จัดเก็บหรือแบนด์วิดท์น้อยกว่าเมื่อเทียบกับรูปแบบภาพอื่นๆ

ในการถอดรหัสภาพ AVIF จะทำตามกระบวนการย้อนกลับ ตัวถอดรหัสจะแยกข้อมูลภาพที่บีบอัดออกจากคอนเทนเนอร์ AVIF และใช้การถอดรหัสเอนโทรปีเพื่อสร้างค่าสัมประสิทธิ์ที่หาปริมาณใหม่ จากนั้นจะดำเนินการหาปริมาณผกผันและการเข้ารหัสแบบแปลงผกผันเพื่อรับข้อมูลที่เหลือ ค่าพิกเซลที่ทำนายได้จากการทำนายภายในเฟรมจะถูกเพิ่มเข้าไปในข้อมูลที่เหลือเพื่อสร้างภาพสุดท้าย

หนึ่งในความท้าทายในการนำ AVIF มาใช้คือการเปิดตัวที่ค่อนข้างใหม่และการรองรับเบราว์เซอร์ที่จำกัดเมื่อเทียบกับรูปแบบที่จัดตั้งขึ้น เช่น JPEG และ PNG อย่างไรก็ตาม เมื่อเบราว์เซอร์และเครื่องมือประมวลผลภาพต่างๆ เริ่มรองรับ AVIF โดยตรง คาดว่าการนำมาใช้จะเพิ่มขึ้น เนื่องจากความต้องการในการบีบอัดภาพที่มีประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้น

เพื่อแก้ไขปัญหาความเข้ากันได้ เว็บไซต์และแอปพลิเคชันสามารถใช้กลไกการสำรองข้อมูล โดยให้บริการภาพ AVIF แก่ไคลเอ็นต์ที่เข้ากันได้ในขณะที่ให้รูปแบบอื่นๆ เช่น JPEG หรือ WebP สำหรับเบราว์เซอร์รุ่นเก่า วิธีนี้ช่วยให้ผู้ใช้สามารถเข้าถึงเนื้อหาได้โดยไม่คำนึงถึงการรองรับ AVIF ของเบราว์เซอร์

สรุปแล้ว AVIF เป็นรูปแบบไฟล์ภาพที่มีแนวโน้มว่าจะใช้ประโยชน์จากพลังของตัวแปลงสัญญาณวิดีโอ AV1 เพื่อให้ประสิทธิภาพการบีบอัดที่เหนือกว่า ด้วยการรองรับการบีบอัดแบบสูญเสียและไม่สูญเสีย พื้นที่สีและความลึกของบิตที่หลากหลาย การถ่ายภาพ HDR และความโปร่งใสของช่องอัลฟา AVIF จึงเป็นโซลูชันที่หลากหลายสำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพภาพบนเว็บ เมื่อการรองรับเบราว์เซอร์ยังคงขยายตัวและเครื่องมือต่างๆ ยอมรับ AVIF มากขึ้น จึงมีศักยภาพที่จะกลายเป็นตัวเลือกที่ต้องการสำหรับนักพัฒนาและผู้สร้างเนื้อหาที่ต้องการลดขนาดไฟล์ภาพโดยไม่ลดทอนคุณภาพของภาพ