网络摄像头MJPEG、H.264等各种图像压缩技术的优劣

发布时间：2012/7/13 15:52:34

 

  网络摄像头（IP Camera）作为视频网络应用的新型产品，适应网络传输的要求必然成为产品开发的重要因素。而其中，视频图像的压缩技术就成为关键。

 

      目前在网络摄像头（IP Camera）和其他视频服务器的产品市场上，各种压缩技术百花齐放，为用户提供了很大的选择空间。

在网络摄像头发展的初期大部分IP摄像头和视频服务器都是采用JPEG、Motion-JPEG压缩技术。JPEG和M-JPEG采用的是帧内压缩方式。图像清晰、稳定，适用于视频编辑，而且可以灵活设置每路的视频清晰度和压缩帧数。另外，因其压缩后的格式可以读取单一画面，因此可以任意剪接，特别有利于安防取证方面的需要。但是由于其对网络带宽的要求过高，因此无法在带宽相对较窄的互联网上传输。因此，最近几年出现了MPEG4和H.264高效的压缩标准，分辨率也从原来的CIF发展到了现在的300万像素超高清晰度，

得到了广大用户的认可和好评。

 

以下是M-JPEG、MPEG-4、H.264这几类常见的图片压缩技术的详细分析：

 

1、M-JPEG

M-JPEG的主要缺点是压缩效率低，M-JPEG算法是根据每一帧图像的内容进行压缩，而不是根据相邻帧图像之间的差异来进行压缩，因此造成了大量冗余信息被重复存储，即使是在320*240尺寸的图像下，存储占用的空间一般至少达到每帧8~15K字节，即使按照这个标准每秒25帧计算，每秒数据量也将达到200K~375K，如果画面尺寸达到D1标准则至少需要900K~2M的带宽。目前流行的M-JPEG技术最大压缩也只能做到每帧3K字节，但如果采用如此的压缩比，视频质量会严重降低。即使是丢帧传输或录像，也将耗费大量的网络带宽和硬盘空间，尤其在摄像机较多时，它的数据传输量和存储量是十分惊人的。在码流比较低的情况下M-JPEG的图像质量要明显低于MPEG4压缩模式。

        因此除了在局域网内，或者广域网不要求实时、很少存储的前提下，才考虑使用M-JPEG的压缩模式。采用M-JPEG格式的IP摄像头产品在同等条件下价格也普遍低于采用MPEG-4\H.264格式的产品。

 

2、MPEG-4

MPEG-4是专为音视频信息在因特网实时传输音/视频讯号而制定的最新MPEG标准。它利用很窄的带宽，通过帧重建技术，压缩和传输数据，以求以最少的数据获得最佳的图像质量，通过动态地监测图像每个区域的变化，按对象的空间和时间特征来调整压缩方法，从而可以获得比M-JPEG更大的压缩比、更低的压缩码流和低带宽下更佳的图像质量，是目前全球公认的优秀的压缩算法之一。MPEG-4基于场景描述面向带宽设计的压缩算法，使得在视频监控领域中有以下优势：录像存储量大大降低、录像清晰度得到保障、录像帧数可调、网络传输更加方便等。

 

3、H.264

       虽然MPEG-4已针对Internet传送而设计，提供比MPEG-2更高的视频压缩效率，更灵活与弹性变化的播放取样率，但就视频会议而言总希望有更进一步的压缩，所以出现了H.264压缩技术。

       那么H.264压缩技术的优势在哪呢？

       让我们将MPEG-2、MPEG-4（MPEG-4 Part 2）、H.264（MPEG-4 AVC、MPEG-4 Part 10）三者的分辨率表现与所用带宽进行比较：

无论是MPEG-2、MPEG-4还是H.264，均能达到1920×1080i（非交错）的高清晰度、24fps（24帧每秒）的影像画质。但传输带宽上MPEG-2需要12～20Mbps，相对的H.264只要7～8Mbps，而MPEG-4则介于两者间，更直接地说，若把MPEG-2的带宽用作基准的100%，MPEG-4要达相同效果只需要60%带宽，H.264更是低至40%，约为原MPEG-2的1/2～1/3。这就是H.264的优势所在！

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