JPGをAVIFに置き換えるための技術評価ガイド：圧縮率から制作パイプラインまで

1992年に公開されたJPEG規格は、ブロックベースの離散コサイン変換（DCT）符号化を使用しており、8x8ピクセルのブロックごとに独立した変換符号化を行います。ブロックベースの圧縮ではブロック歪みが発生しやすく、8ビットの色深度のみに対応しています。

2018年に公開されたAV1イントラ符号化は、多方向予測、再帰的分割、インループフィルタリングといった技術を使用しています。画像の局所的なテクスチャに応じて符号化ブロックのサイズを調整でき、ブロック歪みを除去できるほか、圧縮モデルが現代の画像の内容特性により適応しています。

Googleの公開テストデータによると、同じSSIM画像品質の場合、AVIFのファイルサイズはJPGよりも30%から50%小さくなります。国内CDNベンダーのテストデータでも、Web画像シナリオにおいてこの範囲は概ね一致しています。

JPGは8ビットSDRカラーのみに対応し、最大で256階調のグレーレベルを表示できます。AVIFはネイティブで10ビットおよび12ビットの色深度に対応し、BT.2020色域をカバーでき、HDR表示デバイスに適応します。

同一画像品質の場合、単一のAVIF画像の符号化時間はJPGの約10倍から20倍です。AOM公式リファレンスエンコーダであるlibaomのシングルスレッド符号化速度は、libjpeg-turboよりも大幅に低くなります。

既存の制作パイプラインでは、オフライン事前符号化、分散符号化クラスタ、またはSVT-AV1のような速度最適化されたエンコーダの使用により、符号化時間の影響を低減できます。現時点ではリアルタイムオンライン符号化シナリオでの置き換えは推奨されません。

パイプラインの構築では、新たにAVIF符号化の出力分岐を追加するだけで、元のJPG出力リンクを削除する必要はありません。フォールバックソリューションによりスムーズな移行を実現できます。

2024年第2四半期現在、グローバルなデスクトップ環境においてChrome、Firefox、Edge、Safari 16以上はすべてネイティブでAVIF形式をサポートしており、カバー率は92%を超えています。モバイルでは、Androidブラウザのカバー率が90%を超えています。

フォールバック互換性はHTMLのpictureタグを使用して実装します：AVIFを優先的に読み込み、AVIFに対応していないブラウザは自動的にJPG形式にフォールバックします。この実装にはフロントエンドのimgタグの構造調整のみが必要です。