为什么同一场景的某些JPEG文件比其他大?


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我正在使用Foscam FI8910W ip摄像机在恒定照明条件下查看静态场景。当我拉回抓帧时,大小约为35 KB。我可以一遍又一遍地执行此操作,它始终约为35 KB,但由于电子图像捕获固有的各种噪声而有所波动。这种随机波动最多仅约为1 KB。

大约每2500帧,一帧的图像大小突然达到70 KB的数量级。如果您想在相机预热时产生热噪声,则不会逐渐向上爬。1帧将是70 KB(ish),然后返回到35 KB大小的帧。

之前,另一场比赛是在另一个场景中进行。普通文件大小为39 KB,然后在10,000帧中,有4个大小约为77 KB。图像大小直方图如下所示:

JPEG大小直方图

在您提出问题之前,我已经设法保存了其中一个框架,看起来与其他所有框架完全一样,没有出现预期的噪声波动。它们具有大约23,000左右相同数量的独特颜色。因此,这不是一只飞蛾正好随机落在镜头上一帧然后飞走了。为了完整起见,我已经进行了另一轮图像处理,这是典型图像示例(反射是IR照明器):-

37K典型图片

这是异常图像:

73K异常图像

您可以看到没有区别。对不起,河马。我对JPEG算法非常熟悉,除了Foscam的实现出现编码错误外,我看不到这是怎么发生的。但是,在某些JPEG转换函数(例如离散余弦转换或量化)中是否会固有地存在一些混乱?从统计上讲,人们期望文件大小呈正态分布,这就是我看到的大约39 KB。然后是77 KB的几个异常值。因此,它似乎不是随机的。

这是在CS中而不在硬件中的原因,我是在问这是否是与JPEG编码算法有关的编程代码现象?似乎不太可能,但是异常是随机且不常见的,并且没有人与设备的交互。JPEG编码稳定吗?

您可能不熟悉此现象的原因是,由于图像看起来相同,因此没有人真正看过文件大小。文件大小对我来说至关重要,因此我注意到了。大约每2500帧如何发生一次?

补充:-

发布这些图像将无法正常工作,因为imgur软件会重新采样上传的文件。因此,虽然我发布了37K和73K文件,但imgur已将其重新采样到35K。这似乎是一个Stack Exchange问​​题,对于处理图像处理,数据压缩和分析的站点似乎具有讽刺意味。

这是我对图像的处理。这是正常图像和异常之间的归一化差异。图像符合您的期望,在高频区域有JPEG噪点。即使它看起来是单色的,这也是RGB图像。颜色立方体中有8000种独特颜色(代表噪点)。

37K和73K图像之间的归一化差异

补充2:-

根据要求,可以从样本帧中下载4个正常帧和2个异常。这是一个不同的场景,但是异常行为仍然发生,因此证明了它是一致的。


您是否看过较大图像的EXIF / ICMP字段?也许相机在那里存储了一些额外的信息。
MBaz

所包含的前两个图像的大小大致相同:约36k。你为什么说他们是70k?图像上传网站可能正在对它们重新编码?
Peter K.


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我老的尼康让我既可以获取jpeg图像也可以获取原始图像。我会尝试捕获原始的异常图像。

哇,这个问题是一年前提出的,但仍未得到答案。OP知道了吗?
Rakshit Kothari'Dec 10'17

Answers:


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我的猜测是,自动聚焦或光圈会短暂改变,从而使所得的图像包含更多的高频元素。

例如,如果焦点从光滑对象移动到有纹理的对象(如光滑河马到布料悬垂布),而后者的细节纹理表面浮出水面,则JPEG往往会占用较大的尺寸。

正如其他人已经指出的那样:检查图像EXIF数据以查看核心参数(例如光圈和焦距)的变化似乎是个好主意。对于影像尺寸上的如此显着差异,相机认为某些基本参数很可能会有所不同。


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“ CMOS”传感器经常遇到称为“紫色条纹”或可能的“传感器溢出”问题的现象,我将在稍后详细解释。

我必须对此做个开头,但是,通过告诉您,实际上是否存在关于PF是否是传感器布隆的原因或反之亦然的争论,但最重要的是:两者都可能是镜头或相机传感器本身或两者异常的结果。如果您在传感器中反过来导致捕获的光出现尖峰,则可能是由于累积效应导致过载的结果。使文件更大。

我相信过载发生在洋红色(或紫色)范围内,这种现象非常罕见。

可以将传感器想像成一个巨大的冰格…….. 如果一个隔间因异常而注满水(光线)..它可能溢出到相邻隔间内,依此类推,从而导致该批次的冰块体积稍大。(可能解释较大的文件大小和颜色数据)

现在,这是一个最好的猜测,我发现一个链接可能会对您提供有关上述更多信息的帮助-以及一些附加的技术信息,如果我的评估不正确,这些信息可能有助于为您解决问题。

查看此链接 http://toothwalker.org/optics/chrom.html

请记住,RGB是减色空间。通过去除某些波长的光来操纵通过光(相对于颜料)的颜色。一些颜色波长比其他波长更长。

页面上有很棒的光学课程,也可以帮助解释异常情况。


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-1我认为这不是问题的答案。为什么在一帧中突然出现传感器光晕?差异文件未显示该边缘或紫色边缘。同样,它也不会使文件大2倍。
Olli Niemitalo

同样,RGB是加色空间,CMYK是减色空间。在RGB中,“紫色”是R + B
MSalters
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