ภาพเคลื่อนไหว JPEG

บทความนี้มีปัญหาหลายประการโปรดช่วยปรับปรุงหรือพูดคุยเกี่ยวกับปัญหาเหล่านี้ในหน้าพูดคุย ( เรียนรู้วิธีและเวลาในการลบข้อความเหล่านี้ ) บทความนี้ต้องมีการอ้างอิงเพิ่มเติมเพื่อการตรวจยืนยันโปรดช่วยปรับปรุงบทความนี้โดยเพิ่มการอ้างอิงจากแหล่งที่เชื่อถือได้เนื้อหาที่ไม่มีแหล่งที่มาอาจถูกโต้แย้งหรือลบออก ค้นหาแหล่งที่มา:  "Motion JPEG" – ข่าว  ·หนังสือพิมพ์  ·หนังสือ  ·นักวิชาการ  · JSTOR ( สิงหาคม 2550 )( เรียนรู้วิธีและเวลาที่จะลบข้อความนี้ ) เนื้อหาหลัก ของบทความนี้อาจจะสั้นเกินไปจนไม่สามารถสรุปประเด็นสำคัญ ได้อย่างเพียงพอ Please consider expanding the lead to provide an accessible overview of all important aspects of the article. (December 2020) (Learn how and when to remove this message)

Motion JPEG ( M-JPEGหรือ MJPEG )เป็นรูปแบบการบีบอัดวิดีโอโดยที่แต่ละเฟรมวิดีโอหรือ ฟิลด์ อินเทอร์เลซของ ลำดับ วิดีโอแบบดิจิทัลจะถูกบีบอัดแยกกันเป็นภาพJPEG

Motion JPEG ได้รับการพัฒนาขึ้นในตอนแรกสำหรับแอปพลิเคชั่นพีซีมัลติมีเดีย โดยรองรับไคลเอนต์ได้อย่างกว้างขวาง โดยเว็บเบราว์เซอร์และเครื่องเล่นหลักๆ ส่วนใหญ่รองรับการทำงานแบบเนทีฟ และปลั๊กอินต่างๆ ก็รองรับส่วนที่เหลือด้วย ซอฟต์แวร์และอุปกรณ์ที่ใช้มาตรฐาน M-JPEG ได้แก่ เครื่องเล่นสื่อ คอนโซลเกม กล้องดิจิทัล กล้อง IP เว็บแคม เซิร์ฟเวอร์สตรีมมิ่ง กล้องวิดีโอ และโปรแกรมตัดต่อวิดีโอแบบไม่เชิงเส้น^{[ จำเป็นต้องอ้างอิง ]}

This section needs expansion. You can help by adding to it. (August 2012)

Motion JPEG เดิมได้รับการพัฒนาสำหรับแอปพลิเคชั่นพีซีมัลติมีเดีย^{[ จำเป็นต้องอ้างอิง ]}

การนำ MJPEG ไปใช้งานในช่วงแรกๆ มักจะนำไปใช้ในฮาร์ดแวร์C-Cubeเป็นผู้สนับสนุนในช่วงแรกๆ โดยใช้โคเดก JPEG CL550 ของพวกเขาในการใช้งานฮาร์ดแวร์หลายๆ แบบ มีการประกาศ^[1]ว่าNeXTdimensionจากNeXTจะมาพร้อมกับ CL550 ออนบอร์ดเพื่อนำ MJPEG ไปใช้งาน อย่างไรก็ตาม ในภายหลังได้มีการระงับการใช้งานและไม่รวมอยู่ในผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายที่จัดส่ง^[2]

Apple ได้นำ MJPEG มาใช้งานซอฟต์แวร์ในQuickTime Playerในช่วงกลางทศวรรษ 1990 ^[3]

M-JPEG เป็นรูปแบบการบีบอัดแบบ intraframe เท่านั้น (เมื่อเปรียบเทียบกับเทคนิคการคำนวณแบบinterframe prediction ที่ต้องใช้การคำนวณมากกว่า ) ในขณะที่รูปแบบวิดีโอแบบ interframe ที่ทันสมัย ​​เช่นMPEG1 , MPEG2และH.264/MPEG-4 AVCสามารถบรรลุอัตราส่วนการบีบอัดในโลกแห่งความเป็นจริงที่ 1:50 หรือดีกว่านั้น การที่ M-JPEG ไม่มีการคาดการณ์แบบ interframe ทำให้ประสิทธิภาพจำกัดอยู่ที่ 1:20 หรือต่ำกว่า ขึ้นอยู่กับความทนทานต่อสิ่งแปลกปลอมในเชิงพื้นที่ในเอาต์พุตที่บีบอัด เนื่องจากเฟรมถูกบีบอัดแยกจากกัน M-JPEG จึงกำหนดข้อกำหนดการประมวลผลและหน่วยความจำที่ต่ำกว่าสำหรับอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์

เนื่องจากเป็นรูปแบบการบีบอัดแบบอินทราเฟรมอย่างแท้จริง คุณภาพของภาพ M-JPEG จึงขึ้นอยู่กับความซับซ้อนเชิงพื้นที่ (แบบคงที่) ของเฟรมวิดีโอแต่ละเฟรมโดยตรง เฟรมที่มีการเปลี่ยนแปลงที่ราบรื่นหรือพื้นผิวโทนสีเดียวขนาดใหญ่จะบีบอัดได้ดีและมีแนวโน้มที่จะรักษารายละเอียดเดิมไว้โดยมีสิ่งแปลกปลอมในการบีบอัดที่มองเห็นได้เพียงเล็กน้อย เฟรมที่มีพื้นผิวที่ซับซ้อน เส้นโค้งและเส้นสายที่ละเอียด (เช่น การเขียนบนหนังสือพิมพ์) มีแนวโน้มที่จะแสดง สิ่งแปลกปลอม จากการแปลงโคไซน์แบบไม่ต่อเนื่อง (DCT) เช่นเสียงกริ่งรอยเปื้อน และการบล็อกแมโครวิดีโอที่บีบอัดด้วย M-JPEG ยังไม่ไวต่อความซับซ้อนของการเคลื่อนไหว เช่น การเปลี่ยนแปลงตามเวลา นอกจากนี้ยังไม่ได้รับการขัดขวางจากการเคลื่อนไหวแบบสุ่มอย่างมาก (เช่น ความปั่นป่วนของผิวน้ำในน้ำตกขนาดใหญ่) หรือได้รับการช่วยเหลือจากการไม่มีการเคลื่อนไหว (เช่น ทิวทัศน์คงที่ที่ถ่ายด้วยขาตั้งกล้อง) ซึ่งเป็นสองขั้วตรงข้ามที่ใช้กันทั่วไปในการทดสอบรูปแบบวิดีโอแบบอินทราเฟรม

สำหรับ รูปแบบ QuickTimeนั้น Apple ได้กำหนดประเภทของการเข้ารหัสไว้ 2 ประเภท ได้แก่ MJPEG-A และ MJPEG-B โดย MJPEG-B จะไม่เก็บไฟล์ JPEG Interchange ที่ถูกต้องไว้ภายในอีกต่อไป ดังนั้น จึงไม่สามารถใส่เฟรมลงในไฟล์ JPEG ได้ โดยไม่ต้องแก้ไขส่วนหัวเล็กน้อย

JPEG ไม่มีประสิทธิภาพ เนื่องจากใช้บิตมากขึ้นเพื่อให้ได้คุณภาพที่ใกล้เคียงกัน เมื่อเทียบกับรูปแบบที่ทันสมัยกว่า (เช่นJPEG 2000และH.264/MPEG-4 AVC ) นับตั้งแต่มีการพัฒนา JPEG มาตรฐานดั้งเดิมในช่วงต้นทศวรรษ 1990 เทคโนโลยีก็ได้รับการปรับปรุงไม่เพียงแค่กับรูปแบบ JPEG เท่านั้น แต่ยังรวมถึง รูปแบบการบีบอัด ระหว่างเฟรมด้วย

Motion JPEG นั้นง่ายต่อการนำไปใช้งานเนื่องจากใช้มาตรฐานการบีบอัดที่สมบูรณ์แบบ (JPEG) พร้อมไลบรารีที่พัฒนาอย่างดี และเป็นวิธีการบีบอัดแบบอินทราเฟรม^{[ จำเป็นต้องอ้างอิง ]}

ระบบนี้สามารถทนต่อการเคลื่อนไหวที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วในสตรีมวิดีโอได้ ในขณะที่รูปแบบการบีบอัดที่ใช้การบีบอัดระหว่างเฟรมมักจะประสบกับการสูญเสียคุณภาพที่ยอมรับไม่ได้เมื่อเนื้อหาวิดีโอมีการเปลี่ยนแปลงอย่างมากระหว่างแต่ละเฟรม^{[ จำเป็นต้องอ้างอิง ]}

จำเป็นต้องใช้ฮาร์ดแวร์ให้น้อยที่สุด เนื่องจากไม่ต้องใช้การคำนวณที่ซับซ้อน^{[ จำเป็นต้องมีการอ้างอิง ]}

รูปแบบวิดีโอที่กำหนดไว้ในมาตรฐานสากลเช่นMPEG-2และรูปแบบที่กำหนดไว้ในมาตรฐานการเข้ารหัสภาพนิ่ง JPEG ไม่มีเอกสารใดที่กำหนดรูปแบบเดียวที่แน่นอนซึ่งได้รับการยอมรับโดยทั่วไปว่าเป็นข้อกำหนดที่สมบูรณ์ของ "Motion JPEG" สำหรับการใช้งานในทุกบริบท สิ่งนี้ทำให้เกิดข้อกังวลเกี่ยวกับความเข้ากันได้เกี่ยวกับเอาต์พุตไฟล์จากผู้ผลิตที่แตกต่างกัน อย่างไรก็ตาม รูปแบบไฟล์แต่ละรูปแบบโดยเฉพาะมักจะมีมาตรฐานบางอย่างเกี่ยวกับวิธีการเข้ารหัส M-JPEG ตัวอย่างเช่น Microsoft ได้จัดทำเอกสารรูปแบบมาตรฐานเพื่อจัดเก็บ M-JPEG ในไฟล์ AVI ^[4] Apple ได้จัดทำเอกสารเกี่ยวกับวิธีจัดเก็บ M-JPEG ในไฟล์ QuickTime RFC 2435 อธิบายว่า M-JPEG ถูกนำไปใช้งานในสตรีม RTP อย่างไร และมีการวางแผน CodecID M-JPEG สำหรับรูปแบบไฟล์Matroska ^[5]

ปัจจุบัน M-JPEG ถูกใช้โดยอุปกรณ์บันทึกวิดีโอ เช่นกล้องดิจิทัลกล้อง IPและเว็บแคมรวมถึง ระบบ ตัดต่อวิดีโอแบบไม่เชิงเส้น M-JPEG ได้รับการสนับสนุนโดยQuickTime Player คอนโซล PlayStationและเว็บเบราว์เซอร์เช่นSafari , Google Chrome , Mozilla FirefoxและMicrosoft Edge

M-JPEG มักใช้ในระบบตัดต่อวิดีโอแบบไม่เชิงเส้นซีพียูเดสก์ท็อปสมัยใหม่มีประสิทธิภาพเพียงพอที่จะทำงานกับวิดีโอความละเอียดสูง ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องใช้ฮาร์ดแวร์พิเศษ และยังให้การเข้าถึงเฟรมแบบสุ่มโดยธรรมชาติอีกด้วย

เครื่องเล่น เกม PlayStationได้รวมฮาร์ดแวร์คลายการบีบอัดแบบ M-JPEG ไว้สำหรับ ลำดับเหตุการณ์ FMV ในเกม ในขณะที่ เครื่องเล่นเกมพกพา PlayStation Portableสามารถเล่น M-JPEG จากMemory Stick Pro Duoภายใต้นามสกุล .avi ด้วยความละเอียด 480×272 ทั้งสองเครื่องสามารถบันทึกคลิปในรูปแบบ M-JPEG ด้วยกล้อง Go!Cam

คอนโซลเกม WiiของNintendoรวมถึงInnoTab ของVTech สามารถเล่นวิดีโอที่เข้ารหัส M-JPEG บน การ์ด SDโดยใช้Photo Channel เครื่องเล่นเสียงดิจิทัล SanDisk Sansa e200 และZen V สามารถ เล่นวิดีโอ M-JPEG สั้นๆ ได้ การอัปเดตเฟิร์มแวร์ล่าสุดสำหรับNintendo 3DSสามารถบันทึกและเล่นไฟล์ที่เข้ารหัส M-JPEG "3D-AVI" ซึ่งเป็นรูปแบบเดียวกับที่ใช้ในซีรีส์ Fujifilm FinePix Real 3Dจากการ์ด SD ในความละเอียด 320×240 ตราบใดที่วิดีโอมีความยาว 10 นาทีหรือน้อยกว่า

ก่อนที่การ เข้ารหัส MPEG-4 จะได้รับความนิยม ในอุปกรณ์ของผู้บริโภคการสแกนแบบโปรเกรสซีฟของ M-JPEG ถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในโหมด "ภาพยนตร์" ของกล้องดิจิทัลแบบนิ่ง ซึ่งช่วยให้สามารถเข้ารหัสและเล่นวิดีโอผ่านฮาร์ดแวร์การบีบอัด JPEG ในตัวได้โดยเพียงแค่ปรับเปลี่ยนซอฟต์แวร์เท่านั้น คุณภาพที่ได้ยังด้อยกว่า MPEG ที่มีขนาดใกล้เคียงกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเสียง (เมื่อรวมอยู่ด้วย) เป็นPCM ที่ไม่ได้บีบอัด และบันทึกด้วยอัตราการสุ่มตัวอย่างต่ำหรือADPCM ที่มีการบีบอัดต่ำ และ ต้องการโปรเซสเซอร์ต่ำ

เพื่อรักษาขนาดไฟล์และอัตราการถ่ายโอนให้อยู่ในการควบคุม ขนาดเฟรมและอัตรา รวมถึงอัตราการสุ่มตัวอย่างเสียงจะถูกควบคุมให้อยู่ในระดับต่ำ โดยมีระดับการบีบอัดที่สูงมากสำหรับแต่ละเฟรม ขนาดทั่วไปคือ 160×120 หรือ 320×240 โดยทั่วไปจะอยู่ที่ 10, 12 หรือ 15 เฟรมต่อวินาที โดยคุณภาพของภาพจะเทียบเท่ากับการตั้งค่า JPEG ที่ "50" โดยมีการสุ่มตัวอย่างเสียงโมโน ADPCM ที่ ~8 kHz ส่งผลให้ได้เอาต์พุตวิดีโอพื้นฐานมากแต่ใช้งานได้ โดยมีต้นทุนการจัดเก็บที่ใกล้เคียงกับ MPEG (อัตราวิดีโอ ~120 kB/s, เสียง ~8 kB/s หรือประมาณ 1 Mbit/s ที่ความละเอียด 320×240) แต่มีค่าใช้จ่ายในการประมวลผลเพียงเล็กน้อย โดยทั่วไปแล้ว วิดีโอนี้จะถูกเก็บไว้ใน ไฟล์คอนเทนเนอร์ AVI ของ Microsoft หรือ QuickTime Movieของ Apple ไฟล์เหล่านี้สามารถดูได้บนระบบปฏิบัติการส่วนใหญ่ แต่บางครั้งอาจต้องติดตั้ง โคเดก เพิ่มเติม

รูปแบบวิดีโอ AMVซึ่งมักใช้ในเครื่องเล่น "MP4" ราคาถูก โดยเป็นเวอร์ชันดัดแปลงของ M-JPEG

นอกจากเครื่องเล่นพกพา (ซึ่งส่วนใหญ่เป็น "ผู้บริโภค" ของวิดีโอ) กล้องดิจิทัลที่รองรับวิดีโอหลายรุ่นยังใช้ M-JPEG สำหรับการบันทึกวิดีโอ ตัวอย่างเช่น:

• ในเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2551 Nikon ได้ประกาศเปิดตัวD90ซึ่งเป็นกล้อง DSLR รุ่นแรกที่สามารถบันทึกวิดีโอได้ โดยรูปแบบที่ใช้คือ M-JPEG โดย D90 ใช้รูปแบบ JPEG แบบเคลื่อนไหวสามรูปแบบ ได้แก่ 320×216 พิกเซล 640×424 พิกเซล และ 1280×720 พิกเซล
• ในเดือนมิถุนายน 2552 Pentax ประกาศว่ากล้อง K-7ที่กำลังจะเปิดตัวจะใช้ M-JPEG ในความละเอียด 640×416, 1280×720 และ 1536×1024 อัตราข้อมูลสำหรับไฟล์ M-JPEG ที่สร้างขึ้นสามารถสูงถึง 74 Mbit/s
• ในเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2559 Canon ประกาศว่า กล้อง 5D Mark IVจะบันทึกวิดีโอ 4Kใน M-JPEG ^[6]ด้วยอัตราข้อมูลประมาณ 500 Mbit/s ^[7]

กล้องที่รองรับเครือข่ายจำนวนมากมีสตรีม M-JPEG ที่ไคลเอนต์เครือข่ายสามารถเชื่อมต่อได้ เบราว์เซอร์ที่ใช้ MozillaและWebkitมีการสนับสนุนดั้งเดิมสำหรับการดูสตรีม M-JPEG เหล่านี้

กล้องบางรุ่นที่เปิดใช้งานเครือข่ายจะมีอินเทอร์เฟซ M-JPEG เป็นของตัวเองเป็นส่วนหนึ่งของชุดคุณสมบัติปกติ สำหรับกล้องที่ไม่มีคุณสมบัตินี้โดยตรง สามารถใช้เซิร์ฟเวอร์เพื่อแปลงภาพจากกล้องเป็นสตรีม M-JPEG จากนั้นจึงส่งสตรีมดังกล่าวไปยังไคลเอนต์เครือข่ายอื่น

Apple ประกาศในวันที่ 1 กันยายน 2010 ว่า Apple TV เวอร์ชันล่าสุดจะรองรับ M-JPEG สูงสุด 35 Mbit/s, 1280 x 720 พิกเซล, 30 เฟรมต่อวินาที, เสียงในรูปแบบ μlaw, เสียงสเตอริโอ PCM ในรูปแบบไฟล์ .avi

เครื่องเล่นสื่อบางรุ่น เช่น Netgear NeoTV 550 ไม่รองรับการเล่นไฟล์ M-JPEG

การสตรีมแบบ HTTP จะแยกภาพแต่ละภาพออกเป็นคำตอบ HTTP แต่ละรายการบนมาร์กเกอร์ที่ระบุ การสตรีม แบบ HTTP จะสร้างแพ็กเก็ตของลำดับภาพ JPEG ที่สามารถรับได้โดยไคลเอนต์ เช่นQuickTimeหรือVLC

ในการตอบสนองต่อคำขอ GETสำหรับไฟล์ MJPEG หรือสตรีม เซิร์ฟเวอร์จะสตรีมลำดับของเฟรม JPEG ผ่านHTTP ประเภทเนื้อหาชนิด MIME พิเศษmultipart/x-mixed-replace;boundary=<boundary-name>จะแจ้งให้ไคลเอนต์คาดหวังส่วนต่างๆ หลายส่วน (เฟรม) เป็นคำตอบที่คั่นด้วย <boundary-name> ชื่อขอบเขตนี้เปิดเผยอย่างชัดเจนภายในการประกาศชนิด MIME เอง การเชื่อมต่อ TCP จะไม่ถูกปิดตราบใดที่ไคลเอนต์ต้องการรับเฟรมใหม่และเซิร์ฟเวอร์ต้องการจัดเตรียมเฟรมใหม่ การใช้งานพื้นฐานสองประการของเซิร์ฟเวอร์สตรีมมิ่ง M-JPEG คือcambozolaและMJPG-Streamer ffmpeg-serverที่แข็งแกร่งกว่ายังรองรับการสตรีมมิ่ง M-JPEG อีกด้วย

การสนับสนุนเว็บเบราว์เซอร์ดั้งเดิม ได้แก่Safari , Google Chrome , Microsoft Edge ^[8]และFirefox ^[9]เบราว์เซอร์อื่น ๆ เช่นInternet Explorerสามารถแสดงสตรีม M-JPEG ด้วยความช่วยเหลือของปลั๊กอินภายนอก Cambozola เป็นแอพเพล็ตที่สามารถแสดงสตรีม M-JPEG ในเบราว์เซอร์ที่รองรับ Java M-JPEG ยังได้รับการสนับสนุนโดย PlayStation และ QuickTime โดยทั่วไป M-JPEG ใช้ในกล้องรักษาความปลอดภัยที่ใช้ IP ^[10]

การพัฒนาทางเทคโนโลยีพบได้ในการออกแบบH.263v2 Annex IและMPEG-4 ส่วนที่ 2ซึ่งใช้การทำนายค่าสัมประสิทธิ์การแปลงในโดเมนความถี่ และในH.264/MPEG-4 AVCซึ่งใช้การทำนายเชิงพื้นที่และเทคนิคขนาดบล็อกการแปลงแบบปรับตัว นอกจากนี้ยังมีการเข้ารหัสเอนโทรปีที่ซับซ้อนกว่าที่ใช้ได้จริงเมื่อออกแบบ JPEG ครั้งแรก การพัฒนาใหม่ทั้งหมดนี้ทำให้ M-JPEG เป็นกลไกการบันทึกที่ไม่มีประสิทธิภาพ

• เอเอ็นพีจี
• เอวี1
• แทรกเสียงและวิดีโอ (.avi)
• อาวีฟ
• การเปรียบเทียบรูปแบบคอนเทนเนอร์วิดีโอ
• นามสกุลไฟล์
• จิฟ
• โปรแกรมตัดต่อภาพกราฟิก
• รูปแบบไฟล์ภาพประสิทธิภาพสูงรูปแบบคอนเทนเนอร์ภาพสำหรับHEVCและรูปแบบการเข้ารหัสภาพอื่น ๆ
• เจเพ็ก เอ็กซ์แอล
• เอ็มเอ็นจี
• โมชั่น JPEG 2000
• รูปแบบไฟล์ QuickTime
• เว็บพี

• รูปแบบ Apple QuickTime รวมถึงข้อกำหนดสำหรับ MJPEG-A และ MJPEG-B pp96
• รูปแบบโหลด RFC 2435 RTP สำหรับวิดีโอที่บีบอัด JPEG