MPEG-2からMJPEGへのコンバーター

MPEG-2は、動画エキスパートグループが開発し、1995年にISO/IEC 13818として承認された、広く普及している動画・音声圧縮規格です。MPEG-1の基盤の上に構築されたMPEG-2は、より高いビットレートと解像度、特に放送テレビ向けのインターレース映像を扱えるよう設計され、標準画質テレビから高精細コンテンツまでの幅広いアプリケーションに適しています。この規格はプロファイルとレベルの概念を導入し、基本的なアプリケーション向けのSimple Profileからプロフェッショナル放送向けの4:2:2クロマサポートを備えたHigh Profileまで、特定の能力階層をターゲットにした実装を可能にしています。MPEG-2は世界中のデジタルテレビの圧縮バックボーンとなり、DVB、ATSC、ISDB規格に採用され、DVD-Videoのビデオコーデックとして映画品質の映像をコンシューマー市場に届けました。トランスポートストリーム層は、ノイズの多いチャンネルでの放送配信に不可欠なエラー耐性機能を備えた堅牢な多重化を提供し、プログラムストリーム方式はDVDなどのストレージ向けアプリケーションに対応します。MPEG-2はMain Profile at High Levelで最大1920x1152の解像度をサポートし、プロフェッショナル構成ではビットレートが80 Mbpsに達します。H.264やHEVCなどの新しいコーデックが大幅に優れた圧縮効率を提供していますが、MPEG-2は放送インフラ、ケーブルおよび衛星システム、世界中に流通する数十億枚のDVDディスクに深く定着しています。

MJPEG (Motion JPEG) は、各フレームが個別のJPEG画像として独立して圧縮される動画圧縮フォーマットです。連続するフレーム間の時間的冗長性を利用するインターフレームコーデックとは異なり、MJPEGは各フレームをスタンドアロンの写真として扱い、静止画像JPEG符号化で馴染み深い離散コサイン変換圧縮を適用します。このアプローチはJPEG規格自体の策定と同時期の1992年に遡り、デジタルビデオを圧縮する最も初期の実用的な方法の一つとして広く採用されました。MJPEGのフレーム内のみの性質には、いくつかの実用的な利点があります。隣接するフレームをデコードすることなく任意のフレームに個別にアクセス・編集できるため、ビデオ編集やフレーム精度のランダムアクセスが要求されるアプリケーションに非常に適しています。MJPEGはIPカメラ、セキュリティ監視システム、医療画像処理、産業用マシンビジョンで一般的に使用されており、個々のフレームの完全性と低処理レイテンシが、最新のインターフレームコーデックと比較した場合の高帯域幅要件よりも重視されます。フォーマットは10:1から20:1の典型的な圧縮比で良好な画質を維持しますが、同等品質でのビットレートは時間的圧縮方式と比較して大幅に高くなります。MJPEGストリームはHTTPで配信できるため、Webベースの監視アプリケーションへの実装が容易であり、コーデックのシンプルさによりリソースが制約された組み込みハードウェアでも確実にデコードできます。