Co je výstup MJPEG v endoskopických kamerách?

Úvod
Když připojíte endoskop USB k počítači, musí být tok videa zkomprimován, aby se vešel přes kabel USB, aniž by došlo k ucpání šířky pásma. Jedním z nejběžnějších kompresních formátů je MJPEG (Motion JPEG). Ale co to vlastně MJPEG je a proč si jej výrobci endoskopů vybírají? Tento článek vysvětluje výstup MJPEG, jeho výhody a nevýhody a také to, kdy je to správná volba pro váš projekt modulu vlastní endoskopické kamery . Ve společnosti Sincere vyrábíme kamerová řešení s moduly CMOS již více než 30 let, včetně návrhů kamerových modulů OEM a modulů endoskopických kamer s výstupem MJPEG.

Co je MJPEG?
MJPEG je zkratka pro Motion JPEG . Komprimuje každý snímek videa jednotlivě jako samostatný obrázek JPEG. Na rozdíl od H.264 nebo H.265 MJPEG nezkoumá rozdíly mezi snímky – každý snímek je kompletní, samostatný JPEG.

V endoskopu zachycuje modul kamery nezpracované video z kamerového senzoru modulu CMOS . ISP (procesor obrazového signálu) převádí každý snímek na JPEG a posílá jej přes USB jako MJPEG stream. Hostitelský počítač dekóduje každý snímek JPEG a zobrazí je postupně.

MJPEG vs. jiné formáty

Proč je MJPEG populární v endoskopech

1. Nízká latence
Zpětná vazba v reálném čase je kritická. MJPEG zakóduje každý snímek nezávisle – žádné čekání na klíčové snímky nebo odhad pohybu. To poskytuje velmi nízkou latenci, často pod 30 ms. U endoskopické kamery s vysokým snímkem za sekundu (60 snímků za sekundu nebo 120 snímků za sekundu) MJPEG udržuje krok bez zpoždění při ukládání do vyrovnávací paměti.

2. Jednoduchá implementace
MJPEG je mnohem jednodušší implementovat do firmwaru než H.264. Pro vlastní výrobce modulu endoskopické kamery to znamená rychlejší vývoj a nižší riziko. UVC (USB Video Class) nativně podporuje MJPEG, takže kamera je plug-and-play na Windows, Linux, macOS a Android.

3. Snadné pořízení statického snímku
Vzhledem k tomu, že každý snímek je kompletní JPEG, je pořízení statického snímku triviální – stačí uložit aktuální snímek. To je velmi užitečné pro inspekční dokumentaci, kde uživatelé často fotografují.

4. Široká kompatibilita softwaru
Téměř každá aplikace pro webovou kameru, prohlížeč a knihovna videí podporuje MJPEG. MJPEG stream můžete otevřít ve VLC, OpenCV nebo dokonce webovou stránku pomocí JavaScriptu.

Kompromisy MJPEG

• Velké velikosti souborů: Soubory MJPEG jsou mnohem větší než H.264 při stejné kvalitě.

• Nižší účinnost komprese: Přes USB 2.0 (40 MB/s) je 1080p MJPEG při 30 snímcích za sekundu blízko limitu; 4K je nemožné přes USB 2.0.

• Blokování artefaktů: Vysoká komprese pro úsporu šířky pásma snižuje kvalitu obrazu.

MJPEG podle rozlišení

Modul 4k endoskopické kamery využívající MJPEG potřebuje USB 3.0 pro 30 snímků za sekundu. Moduly HD kamer (720p/1080p) fungují pohodlně přes USB 2.0.

Kdy zvolit MJPEG

• Potřebujete nízkou latenci (kontrola v reálném čase)

• Chcete plug-and-play USB (UVC + MJPEG funguje všude)

• Vývoj vlastního modulu endoskopické kamery s jednodušším firmwarem

• Nepotřebujete dlouhé nahrávky (nebo přijímáte větší soubory)

Kdy se vyhnout MJPEG

• Potřebujete 4K přes USB 2.0 (nemožné – použijte H.264 nebo USB 3.0)

• Nahrávání hodin videa (H.264 šetří úložiště)

• Host má velmi omezený CPU? Ve skutečnosti je MJPEG snadno dekódovatelný.

Endoskopické moduly MJPEG od Sincere
Ve společnosti Sincere navrhujeme a vyrábíme moduly endoskopických kamer s výstupem MJPEG:

• OEM kamerový modul – vlastní moduly endoskopu MJPEG pro vaše rozlišení, kabel, pouzdro.

• Vlastní modul endoskopické kamery – Integrujte MJPEG s dle vašeho výběru . kamerovým senzorem modulu CMOS

• Endoskopická kamera s vysokým fps – 60fps nebo 120fps MJPEG pro plynulou kontrolu pohybujících se objektů.

• Modul 4k endoskopické kamery – MJPEG přes USB 3.0 pro ultra-HD kontrolu.

• Moduly HD kamer – 720p/1080p MJPEG přes USB 2.0 – cenově výhodné.

• Modul OEM endoskopické kamery – Kompletní návrh a výroba.

Shrnutí
MJPEG komprimuje každý snímek videa jako nezávislý JPEG. Nabízí nízkou latenci, jednoduchou implementaci, snadné fotografování a univerzální softwarovou podporu – ideální pro endoskopické kamery. Kompromisem jsou větší velikosti souborů a nižší účinnost komprese než u H.264. Pro moduly HD kamer (720p/1080p) přes USB 2.0 je standardem MJPEG. Pro návrhy modulů 4k endoskopických kamerových modulů je vyžadováno USB 3.0. Když spolupracujete se zkušeným výrobcem kamerových modulů OEM , jako je Sincere, pomůžeme vám vybrat správný kompresní formát pro váš vlastní modul endoskopické kamery.

Kontaktujte nás a prodiskutujte váš originální modul endoskopické kamery a požadavky na MJPEG.