Войти
Motion JPEG ( MJPEG или MJPEG) представляет собой формат сжатия видео, в котором каждый видеокадр или чересстрочной поле цифрового видео последовательности сжимается отдельно как JPEG изображения.
Первоначально разработанный для мультимедийных приложений для ПК, Motion JPEG пользуется широкой поддержкой клиентов: большинство основных веб-браузеров и плееров имеют встроенную поддержку, а для остальных доступны плагины. Программное обеспечение и устройства, использующие стандарт M-JPEG, включают веб-браузеры, медиаплееры, игровые консоли, цифровые камеры, IP-камеры, веб-камеры, серверы потоковой передачи, видеокамеры и нелинейные видеоредакторы.
Motion JPEG изначально разрабатывался для мультимедийных приложений на ПК.
MJPEG был впервые использован QuickTime Player в середине 1990-х годов.
M-JPEG - это схема сжатия только внутри кадра (по сравнению с более ресурсоемким методом межкадрового прогнозирования ). В то время как современные форматы межкадрового видео, такие как MPEG1, MPEG2 и H.264 / MPEG-4 AVC, достигают реальных коэффициентов сжатия 1:50 или лучше, отсутствие межкадрового прогнозирования в M-JPEG ограничивает его эффективность до 1:20 или ниже., в зависимости от допуска к пространственным артефактам в сжатом выходе. Поскольку кадры сжимаются независимо друг от друга, M-JPEG предъявляет более низкие требования к обработке и памяти для аппаратных устройств.
Поскольку это чисто внутрикадровая схема сжатия, качество изображения M-JPEG напрямую зависит от статической (пространственной) сложности каждого видеокадра. Кадры с большими плавными переходами или монотонными поверхностями хорошо сжимаются и с большей вероятностью сохранят свои исходные детали с небольшими видимыми артефактами сжатия. Кадры со сложной текстурой, тонкими кривыми и линиями (например, надписи на газете) склонны к появлению артефактов дискретного косинусного преобразования (DCT), таких как звон, размытие и макроблокирование. Видео, сжатое M-JPEG, также нечувствительно к сложности движения, то есть к изменению во времени. Этому не мешает ни сильно случайное движение (например, турбулентность поверхности воды в большом водопаде), ни отсутствие движения (например, статический пейзаж, снятый штативом), которые являются двумя противоположными крайностями, обычно используемыми для тестирования межкадрового видео. форматы.
Для форматов QuickTime Apple определила два типа кодирования: MJPEG-A и MJPEG-B. MJPEG-B больше не сохраняет в себе действительные файлы обмена файлами JPEG, поэтому невозможно перенести кадр в файл JPEG без небольшого изменения заголовков.
JPEG неэффективен, поскольку использует большее количество битов для обеспечения аналогичного качества по сравнению с более современными форматами (такими как JPEG 2000 и H.264 / MPEG-4 AVC ). С момента разработки исходного стандарта JPEG в начале 1990-х годов были внесены технологические усовершенствования не только в формат JPEG, но и в возможные схемы межкадрового сжатия.
Motion JPEG прост в реализации, поскольку он использует зрелый стандарт сжатия (JPEG) с хорошо развитыми библиотеками и представляет собой внутрикадровый метод сжатия.
Он допускает быстрое изменение движения в видеопотоке, тогда как схемы сжатия, использующие межкадровое сжатие, часто могут испытывать неприемлемую потерю качества, когда видеоконтент значительно изменяется между каждым кадром.
Требуется минимальное оборудование, поскольку оно не требует больших вычислительных ресурсов.
В отличие от видеоформатов, определенных в международных стандартах, таких как MPEG-2, и формата, указанного в стандарте кодирования неподвижных изображений JPEG, не существует документа, определяющего единственный точный формат, который повсеместно признан полной спецификацией «Motion JPEG» для использовать во всех контекстах. Это вызывает опасения относительно совместимости выходных файлов от разных производителей. Однако каждый конкретный формат файла обычно имеет некоторый стандарт кодирования M-JPEG. Например, Microsoft документирует свой стандартный формат для хранения M-JPEG в файлах AVI, Apple документирует, как M-JPEG хранится в файлах QuickTime, RFC 2435 описывает, как M-JPEG реализуется в потоке RTP, а идентификатор кодека M-JPEG является планируется для формата файла Matroska.
M-JPEG теперь используется устройствами видеозахвата, такими как цифровые камеры, IP-камеры и веб-камеры, а также системами нелинейного редактирования видео. Он изначально поддерживается QuickTime Player, консолью PlayStation и веб-браузерами, такими как Safari, Google Chrome, Mozilla Firefox и Microsoft Edge.
M-JPEG часто используется в системах нелинейного редактирования видео. Современные настольные процессоры достаточно мощны, чтобы работать с видео высокой четкости, поэтому никакого специального оборудования не требуется, и они, в свою очередь, предлагают собственный произвольный доступ к любому кадру.
PlayStation игровой консоли интегрированный M-JPEG, как декомпрессия аппаратных средств для игровых FMV последовательностей, в то время как портативный PlayStation портативный игровой консоли может играть M-JPEG с карты памяти Memory Stick Pro Duo под расширением.avi с разрешением 480 × 272. Оба могут записывать клипы в формате M-JPEG с помощью камеры Go! Cam.
Nintendo «s Wii игровой консоли, а также V-Tech InnoTAB, может играть M-JPEG-закодированные видео на SD карту, используя ее фото канал. SanDisk Sansa e200 и Zen V цифровые аудиоплееры играть короткие видео M-JPEG. Недавние обновления прошивки для Nintendo 3DS теперь могут записывать и воспроизводить файлы в формате 3D-AVI в кодировке M-JPEG, который является тем же форматом, который используется в серии Fujifilm FinePix Real 3D, с SD-карты в разрешении 320 × 240 при условии, что продолжительность видео составляет 10 минут или меньше.
До недавнего роста кодирования MPEG-4 в потребительских устройствах форма M-JPEG с прогрессивной разверткой широко использовалась в режимах «кино» цифровых фотоаппаратов, позволяя кодировать и воспроизводить видео с помощью встроенного оборудования сжатия JPEG с помощью только модификация программного обеспечения. Результирующее качество все еще хуже по сравнению с MPEG аналогичного размера, особенно потому, что звук (если он есть) был несжатым PCM и записан с низкой частотой дискретизации или с низким уровнем сжатия и низким потреблением процессора ADPCM.
Чтобы держать размер файлов и скорость передачи под контролем, размеры и частота кадров, а также частота дискретизации звука поддерживаются относительно низкими с очень высокими уровнями сжатия для каждого отдельного кадра. Разрешения 160 × 120 или 320 × 240 являются общими размерами, обычно с частотой 10, 12 или 15 кадров в секунду, с качеством изображения, эквивалентным настройке JPEG, равной «50», с монофоническим звуком ADPCM, дискретизированным с частотой ~ 8 кГц. Это приводит к очень простому, но обслуживаемому видеовыходу при такой же стоимости хранения, как и MPEG (скорость видео ~ 120 кБ / с, ~ 8 кБ / с аудио - или примерно 1 Мбит / с при разрешении 320 × 240), но с минимальными затратами. накладные расходы на обработку. Это видео обычно хранится в популярных файлах-контейнерах Windows AVI или Apple QuickTime MOV, которые обычно доступны для просмотра изначально (или после установки простого кодека ) в большинстве версий соответствующей операционной системы.
Формат видео AMV, распространенный на дешевых проигрывателях MP4, представляет собой модифицированную версию M-JPEG.
Помимо портативных плееров (которые в основном являются «потребителями» видео), многие цифровые камеры с поддержкой видео используют M-JPEG для захвата видео. Например:
Многие сетевые камеры предоставляют потоки M-JPEG, к которым могут подключаться сетевые клиенты. Браузеры на основе Mozilla и Webkit имеют встроенную поддержку для просмотра этих потоков M-JPEG.
Некоторые сетевые камеры предоставляют собственные интерфейсы M-JPEG как часть обычного набора функций. Для камер, которые изначально не предоставляют эту функцию, сервер может использоваться для перекодирования изображений с камеры в поток M-JPEG, а затем для предоставления этого потока другим сетевым клиентам.
1 сентября 2010 года Apple объявила, что их новейшая версия Apple TV будет поддерживать M-JPEG до 35 Мбит / с, 1280 на 720 пикселей, 30 кадров в секунду, звук в формате μlaw, стереозвук PCM в формате файла.avi.
Некоторые медиаплееры, например Netgear NeoTV 550, не поддерживают воспроизведение M-JPEG.
Потоковая передача HTTP разделяет каждое изображение на отдельные ответы HTTP по указанному маркеру. Потоковая передача HTTP создает пакеты из последовательности изображений JPEG, которые могут быть получены такими клиентами, как QuickTime или VLC.
В ответ на запрос GET для файла или потока MJPEG сервер передает последовательность кадров JPEG через HTTP. Специальный тип содержимого mime-типа multipart / x-mixed-replace; Border = lt;boundary-namegt; информирует клиента о том, что он должен ожидать несколько частей (фреймов) в качестве ответа, разделенных lt;boundary-namegt;. Это граничное имя явно раскрывается в самом объявлении MIME-типа. TCP-соединение не закрывается, пока клиент хочет получать новые кадры, а сервер хочет предоставить новые кадры. Две основные реализации потокового сервера M-JPEG - это cambozola и MJPG -Streamer. Более надежный сервер ffmpeg также обеспечивает поддержку потоковой передачи M-JPEG.
Встроенная поддержка веб-браузера включает: Safari, Google Chrome, Microsoft Edge и Firefox. Другие браузеры, такие как Internet Explorer, могут отображать потоки M-JPEG с помощью внешних плагинов. Cambozola - это апплет, который может отображать потоки M-JPEG в браузерах с поддержкой Java. M-JPEG также изначально поддерживается PlayStation и QuickTime.
Усовершенствования технологии можно найти в проектах H.263v2 Annex I и MPEG-4 Part 2, в которых используется прогнозирование значений коэффициентов преобразования в частотной области, и в H.264 / MPEG-4 AVC, которые используют пространственное прогнозирование и адаптивное преобразование. методы размера блока. Также существует более сложное энтропийное кодирование, чем то, что было практично, когда был разработан первый дизайн JPEG. Все эти новые разработки делают M-JPEG неэффективным механизмом записи.
