Video compression

圧縮フォーマット

Motion JPEG

Motion JPEG(Joint Photographic Experts Group)またはM-JPEGは、1枚のJPEG画像の連続でデジタルビデオシーケンスを構成します。1秒間に16フレーム以上を表示すると、人間の目には動画として認識されるようになります。1秒間に30フレーム(NTSC)、または25フレーム(PAL)を表示すると、完全な動画として認識されます。

Motion JPEGの利点は、ネットワークカメラやビデオエンコーダで設定された圧縮レベルでシーケンス内の各画像が生成され、同じ品質を保てるという点です。圧縮レベルを高くするほどファイルサイズが小さくなり、画質が下がります。光が弱かったり、撮影範囲に複雑な被写体が含まれる場合は、画像のファイルサイズが大きくなると同時に帯域幅と保存用のストレージを大量に消費するようになります。帯域幅とストレージの問題を回避する方法として、Axisネットワークビデオ製品では生成するフレーム(JPEGファイル)の最大サイズを設定することができます。

Motion JPEGではフレーム間の依存関係がありません。Motion JPEGのビデオは、データの伝送中にフレームが1つ欠落しても、残りのフレームに一切影響を与えないため、非常に安定しています。
Motion JPEGはライセンスを必要としない標準的な規格です。広く互換性があり、ビデオシーケンスの中で個々のフレームが必要とされるアプリケーション、例えば、分析を行うために1秒間に5フレーム以下の低いフレームレートでビデオを再生する場合などに使用されます。また、Motion JPEG専用のシステムと統合する際に、特定のアプリケーションでMotionJPEGが必要になる場合があります。

Motion JPEGの欠点は、連続した静止画、つまり完全な画像であるためにビデオ圧縮技術を利用してデータを圧縮できないことです。その結果、一般的な動画圧縮フォーマットであるMPEG-4やH.264と比較して、同じ画質の画像を生成するのにMotion JPEGの方がビットレートが高く、また圧縮率は低くなります。

MPEG-4

ビデオ監視アプリケーションにおけるMPEG-4とは、一般的にMPEG-4 Part 2、またはMPEG-4 Visualのことを指しています。MPEG-4はすべてのMPEG規格と同様にライセンスされた技術であり、ユーザはコンピュータごとにライセンス料を支払わなければなりません。MPEG-4は低帯域幅を利用したアプリケーションや、フレームレートおよび帯域幅に実質的に制限を設けない高画質の画像を要求するアプリケーションの双方で使用することができます。

H.264

H.264は、MPEG-4 Part 10 AVC(Advanced Video Coding)とも呼ばれるビデオエンコーディングのための最新のMPEG規格です。H.264は次世代の動画圧縮の標準規格として期待されています。H.264エンコーダを利用すると、画質を損なうことなくデジタルビデオのデータサイズをMotion JPEGと比較して80%以上、MPEG-4と比較した場合は50%以上削減することができ、ビデオデータが使用する帯域幅や保存用のストレージ容量を大幅に抑えられます。別の視点から見ると、H.264を利用することで与えられたビットレートの範囲内でより高画質の画像を得られることになります。

H.264はITU-T(International Telecommunication Union-Telecommunications Standardization Sector)とISO(International Standardization Organization)/IEC(International Electrotechnical Commission)が共同で策定した標準規格で、これまでの規格と比較してより広く普及すると期待されています。ビデオ監視業界では、H.264は高いフレームレートと高画質の画像が求められる高速道路や空港、カジノなど、一般的に30/25(NTSC/PAL)フレーム/秒のフレームレートを採用している監視システムでの活用が最も期待されています。これらの監視システムでは、帯域幅とストレージの消費を減らすことが最も大きなコスト削減につながるからです。

H.264は画質を損なうことなくデータサイズとビットレートを抑えることが可能な効率のよい圧縮技術です。H.264の登場によって、メガピクセルカメラの普及も期待されます。ただし、ネットワークの帯域幅とストレージにかかるコストが減る代わりに、より高性能のネットワークカメラと監視ステーションが必要になります。
AxisのH.264対応エンコーダは、IフレームとPフレームのみを使用するベースラインプロファイルを採用しています。Bフレームを使用しないことで低いレイテンシー(遅延)を実現する、ネットワークカメラおよびビデオエンコーダに適したプロファイルです。低いレイテンシーは、特にPTZカメラやPTZドームカメラを利用するライブモニタリングを行う監視アプリケーションにおいて重要です。

可変ビットレートと固定ビットレート