MJPEG

14.01.2017

MJPEG (Motion JPEG)- покадровый метод видеосжатия

MJPEG (Motion JPEG) - покадровый метод видеосжатия, основной особенностью которого является сжатие каждого отдельного кадра видеопотока с помощью алгоритма сжатия изображений JPEG.

Motion JPEG использует внутрикадровое сжатие с потерями. Этот способ сжатия преобразует каждый кадр/поле видеоизображения из пространственной области в частотную область (область преобразования). Психовизуальная модель, основанная на особенностях восприятия изображений человеком, удаляет высокочастотную информацию, загрубляя резкие переходы яркости и оттенков цвета. Почти все программные реализации MJPEG позволяют пользователям контролировать степень сжатия (а также другие параметры) и достигать компромисса качества изображения и размера файла. При аппаратных решениях параметры кодирования как правило предварительно выбраны и зафиксированы.

В MJPEG применяется схема только внутрикадрового сжатия (по сравнению с более сложными схемами вычисления с межкадровым сжатием). В то время, как современные видеоформаты с межкадровым сжатием, такие как MPEG1, MPEG2, H.264/MPEG-4 AVC и H.265, достигают реальной степени сжатия 1:50 и более, отсутствие в MJPEG межкадрового сжатия как правило не позволяет получать коэффициенты сжатия, превосходящие 1:20, в зависимости от допустимости искажений в декодированных кадрах видеоданных. Так как кадры сжимаются независимо друг от друга, MJPEG требует меньше вычислительных ресурсов и оперативной памяти на этапе кодирования. При этом надо учитывать, что декодирование MJPEG может оказаться более затратным, чем при использовании межкадрового сжатия. Поскольку во-первых, предполагает полное декодирование в MJPEG каждого макроблока изображения, тогда как при использовании схем с межкадровым сжатием часть макроблоков (помеченных как "skip"), не декодируются, а берутся из предыдущих кадров. Во-вторых, время выполнения процедур декодирования  зависит от информационной насыщенности декодируемого макроблока изображения, которая при отсутствии межкадрового сжатия оказывается значительно большей, чем при его наличии (в первом случае декодируется полное изображение, во втором — изменения, то есть не само изображение, а лишь его отличие от предсказанного по предыдущим кадрам).

При внутрикадровой схеме сжатия в MJPEG, качество изображения зависит непосредственно от статической (пространственной) сложности каждого видеокадра. Кадры с большими гладкими переходами или монотонными областями хорошо сжимаются, но при слишком высоких степенях сжатия содержат помимо оригинальных деталей видимые артефакты сжатия в виде блоков размером 8х8 пикселей, несколько отличающиеся по яркости и оттенку цвета. Кадры имеющие сложные текстуры и тонкие кривые линии, помимо артефактов блочности, содержат также артефакты, проявляющиеся в виде шума вокруг тонких линий и на резких границах (так называемый эффект Гиббса), связанные с грубым квантованием высокочастотных коэффициентов ДКП (дискретного косинусного преобразования).

Преимущества и недостатки формата MJPEG:

  • Основным преимуществом видеосжатия Motion JPEG является простота реализации, что делает MJPEG подходящим для реализации в устройствах с ограниченными вычислительными ресурсами.
  • Чрезвычайно быстрый нелинейный видеомонтаж - если какой-либо кадр берётся целиком (без изменений) из одного MJPEG-источника, его можно записать в выходной MJPEG-поток как есть, без декодирования-сжатия.
  • При высоком битрейте MJPEG даёт качественные стоп-кадры, что и позволяет использовать его в системах видеонаблюдения (например: доподлинно установить номер автомобиля или подробно рассмотреть лицо преступника). 
  • Недостатками MJPEG являются более низкий коэффициент сжатия по сравнению с потоковыми методами сжатия (например, MPEG-4) и проявляющиеся при высоких степенях сжатия артефакты.

Вернуться в раздел.

Вернуться на Главную.

Спасибо, мы свяжемся с вами в ближайщее время!