motion JPEG vs MPEG 4

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在過去，Motion JPEG（以下簡稱MJPEG）與MPEG-4是兩種最常被大家討論與應用的壓縮技術，兩種技術各有其優缺點。

1、MJPEG

原理

MJPEG是一種基於靜態圖像壓縮技術JPEG演變而成的動態圖像壓縮技術。

MJPEG能生成序列化的運動圖像，過程中不考慮視訊流內不同畫面之間的變化，只單獨針對各畫面進行壓縮，此種壓縮方式非常適合靜態畫面，解析度可從352×240、704×480到1280x1024。

傳統JPEG壓縮技術是直接處理整個畫面，必需等到整個壓縮檔案傳輸完成才開始進行解壓縮成影像畫面，這樣的方式造成傳輸一個高解析畫面時須花費數十秒甚至數分鐘。

基本上，影像的播放只要能達到每秒鐘30個畫面，看起來就會平滑順暢。

優勢

新的MJPEG是採取漸層式傳輸技術，先傳輸低解析圖檔，然後再補送細部資料，使畫面品質改善到最佳。

MJPEG壓縮技術可以獲取清晰度非常高的影像，而且在每秒任何幅數下皆可任意自訂畫質與解析度。

因其壓縮後之格式可截取單一畫面，所以可以任意剪接。

MJPEG因採用畫面內壓縮方式也適用於視訊編輯。

因為MJPEG採用的是簡單壓縮動作，觀看端不需進行解壓縮，只需將串流視訊切割播放，所以並不會消耗太多硬體資源，可達到影像低延遲效果。

因MJPEG屬於開放格式，無版權費用問題，故開發與使用的廠商眾多。

缺點

相較其他壓縮格式，壓縮效率低是MJPEG的主要缺點（參見圖四），MJPEG演算法係根據每一畫面圖像的內容進行壓縮，而不是依據相鄰畫面圖像間的差異來進行壓縮，因此造成了大量冗餘資訊被重複存儲，沒有動作發生仍佔用頻寬，儲存佔用的空間大到每畫面8~15K位元組，最好的狀況也只能做到每畫面3K位元組，但如果因此而採用高壓縮比則視訊品質會嚴重降低。

此外，MJPEG並不支援語音同步傳輸。

2、MPEG-4

原理

根基於MPEG-1/MPEG-2壓縮技術，MPEG-4是專為行動通信設備（例如第三代行動通訊）在網際網路上進行即時傳輸音/視訊訊號而制定的最新MPEG標準。

特色為基於畫面重建演算法來壓縮和傳輸動作指令與資料，通過動態監測圖像每個區域的變化，按物件的空間和時間特徵來調整壓縮方法，從而可以獲得比MJPEG更大的壓縮比，並且在有限且低頻寬下有更佳的影像品質。

優勢

MPEG-4可使用現有的傳輸層標準，包含MPEG-2 Transport Stream傳輸，MPEG-4串流可經由現有的MPEG-2設備傳輸，使得MPEG-4在廣播市場上具備了更大的發展性；其次則為IP網路傳輸，MPEG-4串流可經由IP網路傳輸。

MPEG-4在壓縮技術上和前二代標準有很大的不同，MPEG-1 和 MPEG-2 壓縮原理是將視訊畫面切割為較小的塊狀單位，再就其重複的部分處理，而 MPEG-4 會將視訊畫面分析為前景、背景，只要記錄動態圖像的軌跡即可，因此在壓縮量及品質上，能較 MPEG-1 及 MPEG -2 來得更好，每秒動態資料處理速率彈性更大。

MPEG-4新增工具以增加程式運算效能，其高壓縮能力倍數為200倍（靜態圖像可達800倍），解析度可從320×240到1280×1024像素，應用目標係針對低頻寬傳輸、高畫質壓縮、互動式操作以及將自然物與人造物相融合的表達方式，同時MPEG-4所擁有的影像單元是依解碼端的能力而定，讓各種高影音產品的應用服務不受傳輸速率的影響，達到廣泛的適應性和可擴展性（參見圖五）。

缺點

由於MPEG-4演算法複雜，所以在某種程度上存在著影像干擾和畫面扭曲失真的情況。

再者，因為採用畫面間壓縮技術，當物體呈現運動狀態時，MPEG-4格式不會立即反應傳輸，從而延遲較MJPEG嚴重。

MJPEG最大問題是需要佔用較大的儲存空間和頻寬，但這種壓縮技術在DVR產業仍然是主流。而且隨著網路和電腦技術的發展，硬碟容量和網路頻寬尚在不斷增漲。如果容量和頻寬問題能得到解決，使用者便會將焦點放在影像的畫質，而MPEG壓縮技術方式在這一方面並不具優勢。

並且，MPEG壓縮技術所錄製的圖像目前在歐美市場尚不能作為可靠的法庭證據。

MPEG-4目前有非常多的版本與等級，任意兩個MPEG-4標準不一定可以相容，無形中增加了整合與開發上的成本，並且，壓縮與解壓縮過程都需要支付授權費用。