内視鏡カメラではどのような圧縮形式が使用されていますか?

はじめに
接続する場合 内視鏡カメラ モジュールをコンピュータまたは電話に 、ライブ ビデオはケーブル (USB の場合が多い) またはワイヤレスで送信される必要があります。圧縮しないと、特に高解像度ビデオの場合、データがインターフェースに対して大きすぎます。そのため、内視鏡カメラは 圧縮フォーマットを利用して 、品質を維持しながらビデオ ストリームを縮小します。この記事では、使用される一般的なフォーマット ミニ内視鏡カメラ モジュールから まで、 4K 内視鏡カメラ モジュール と、適切なフォーマットの選択方法について説明します。

圧縮が必要な理由
30 fps の生の 1080p ビデオには約 1.5 Gbps が必要です。 USB 2.0 ( の最も一般的なインターフェイス USB カメラ モジュール内視鏡 ) は 480 Mbps のみを管理します。 USB 3.0 (5 Gbps) であっても、非圧縮 4K では困難な場合があります。圧縮によりデータ レートが低下し、限られた帯域幅で高品質のビデオをストリーミングできるようになります。

一般的な圧縮形式

MJPEG (Motion JPEG) – 各フレームを JPEG として個別に圧縮します。シンプルで遅延が少なく、広くサポートされているため、 USB カメラ モジュールデバイスに最適です。 UVC を使用するほぼすべてのオペレーティング システムで動作します。欠点: 最新のコーデックよりもファイル サイズが大きくなります。多くの カメラ モジュール 1080p 内 視鏡は、USB 2.0 経由で 30 fps で MJPEG を使用します。

H.264 (AVC) – フレーム間圧縮を使用します (フレーム間の差分のみを保存します)。同じ品質の MJPEG よりもはるかに小さいファイルが得られます。 で一般的です 4K 内視鏡カメラ モジュール デバイス (USB 3.0 または Wi-Fi 経由) および長時間の処置を記録する 医療用内視鏡カメラ モジュールシステム 。トレードオフ: エンコードのレイテンシーが長くなり、処理能力が向上します。

H.265 (HEVC) – H.264 の後継で、圧縮率が約 50% 向上しています。 に最適です 4K 内視鏡カメラ モジュールおよび高解像度 。さらに多くの処理能力が必要です。すべてのホスト デバイスがリアルタイムでデコードするわけではありません。ハイエンドの医療および産業システムで使用されます。

非圧縮または未加工 – 一部の特殊な 医療用内視鏡カメラ モジュール システムは圧縮を完全に回避し、生のベイヤー データまたは非圧縮 YUV を送信します。重要な診断や研究のためにあらゆる詳細を保存します。高帯域幅 (Thunderbolt、Camera Link) と特殊なハードウェアが必要です。

どの形式の内視鏡に対応するか?

圧縮が品質に与える影響
cmos カメラ モジュールは、 一定レベルの詳細をキャプチャします。圧縮すると、細かいテクスチャが失われたり、ブロック感が追加されたり、色がぼやけたりする可能性があります。 の場合 4K 内視鏡カメラ モジュール、高圧縮 MJPEG は良好な H.264 1080p ストリームよりも画質が悪い場合があります。の選択は 圧縮形式 、以下の間のトレードオフになります。

• 解像度 (1080p vs 4K)

• フレームレート (30 対 60 fps)

• 利用可能な帯域幅 (USB 2.0 vs USB 3.0 vs Wi‑Fi)

• 遅延 (リアルタイム ガイダンスと録画)

USB の役割
ほとんどの USB カメラモジュール内 視鏡は UVC を使用しています。 UVC は、MJPEG、H.264、および場合によっては非圧縮 YUV をサポートします。の場合 カメラ モジュール 1080p、動作が保証されているため、MJPEG がデフォルトです。 USB 3.0 を備えたの場合 4K 内視鏡カメラ モジュール 、H.264 を選択することも、ソフトウェアで許可されている場合は非圧縮 YUV を選択することもできます。

どの形式を選択するか?

• DIY 検査 - MJPEG は問題ありません。クリップが短いです。

• プロフェッショナルな産業検査 – H.264 ではファイルが小さくなり、詳細が良好に保持されます。多くの USB カメラ モジュール ボアスコープがこれをサポートしています。

• 医療記録 – 重要な詳細については、非圧縮または高ビットレートの H.265 を使用します。ストレージがそれに対応できることを確認してください。

• 4K 内視鏡カメラ モジュール – H.264 または H.265 が必須です。 USB 2.0 経由で 4K の MJPEG は使用できません。

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• USB カメラ モジュール – UVC、MJPEG、H.264 を選択可能。

• ミニ内視鏡カメラ モジュール – 3.9 ～ 5.5 mm、USB 2.0 経由の MJPEG。

• カメラモジュール 1080p – MJPEG および H.264 をサポート。

• Cmos カメラ モジュール – ハードウェア H.264 エンコーダ。

• 4K 内視鏡カメラ モジュール – USB 3.0、H.264/H.265、最大 30 fps。

• 医療用内視鏡カメラ モジュール – 非圧縮または H.265 オプション。

まとめ 内視鏡カメラで使用される
圧縮 形式 (MJPEG、H.264、H.265、および非圧縮) にはそれぞれ長所があります。 MJPEG はシンプルで遅延が少なく、広くサポートされているため、 ミニ内視鏡カメラ モジュール や基本的な USB カメラ モジュール デバイスに最適です。 H.264 はに優れたバランスを提供します 、1080p カメラ モジュール と 4K 内視鏡カメラ モジュール製品 。 H.265 は、処理能力が利用可能な場合の高解像度録画に最適です。手術などの重要なアプリケーションでは、非圧縮形式であらゆる詳細が保存されます。圧縮形式を帯域幅、ストレージ、画質のニーズに合わせてください。

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