XMLHttpRequest:显式启用浏览器缓存(二进制数据）

Prelude

My Web-Application （关键字： HTML， JavaScript， jQuery;必须在IE8+，Chrome，FF）中工作，必须呈现来自WebCam的实时图像数据。该"网络摄像头"集成了一个网络服务器，BMP提供实时图像数据。

图像数据通过设置img标签的src属性"下载"。

问题

我想在客户端分析图像数据。为此，我想使用 XMLHttpRequest 预下载图像（使用此提供的 stackoverflow 答案），然后更新 img 标签的 src 属性。我的理解是，浏览器应该使用通过XMLHttpRequest下载的缓存图像数据。

问题是，浏览器（IE8+，FF和Chrome）向服务器发出另一个请求以再次下载图像（即它不使用缓存的数据或数据首先没有缓存）。

如何使浏览器能够缓存数据并使用它，而不是发出另一个请求？

附录

服务器会发送适用于 Chrome 的Cache-Control: max-age=5, public和所有其他浏览器的Cache-Control: no-store, max-age=5。

在Chrome中，我能够通过发送304 Not Modified来处理第二个请求。然后，浏览器将使用缓存的图像。在所有其他（提到的）浏览器中，这不起作用。

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更新 1

我知道，我可以使用数据 URI 方案来更新 src 属性。但是，这不适用于IE8（请参阅上面的要求），因为IE8仅支持最大32KB的此类内容。