Synthèse compression vidéo - Ingénierie Pédagogique Multimédia

Synthèse compression vidéo Compression spatiale Synthèse compression vidéo Clément PRUDHOMME page 1 Complément narratif sur la compression vidéo Il existe 2 grandes familles de formats : le format analogique plutôt destiné à des supports mécaniques
(VHS, 8mm de SONY, S-VHS et le HI-8mm, U-Matic et le BVU) et le format numérique destiné au CDROM, disque dur (DV, Digital 8, DVC PRO, DVCAM). La compression est utilisée sur ce dernier type de
format pour compresser le signal numérique.
Pourquoi compresser ?
Même si aujourd'hui les supports permettent de stocker de plus en plus de données (DVD double couche,
disque dur de plusieurs terras-octet) et de transmettre rapidement de grande quantité de données
notamment grâce au haut débit (ADSL, fibre optique), il est toujours indispensable de réduire le poids des
images d'une vidéo. Si nous prenons l'exemple d'une vidéo dite Full HD avec une résolution 1920 x 1080
(résolution qui se normalise sur les TV grand public), nous comprenons vite pourquoi.
Une vidéo contient 25 images par seconde. Un rapide calcul nous permet d'estimer le poids d'une vidéo
avec une résolution de : 1920 x 1080 (soit environ 20 mo par image) x 25 = 528,4 mo pour une seconde
de vidéo en HD! Et sans tenir compte des couleurs.
2 types de compression
La compression est donc indispensable pour limiter et adapter la taille d'une vidéo aux supports. Mais elle
nécessite de procéder aux bons réglages en fonction des technologies mobilisées.
La compression intervient dans 2 domaines :
- le montage vidéo où la compression spatiale (intra image) est utilisée. Le principe est de repérer les
informations redondantes dans l'image qui est découpée en macro-blocs.
- le stockage où nous solliciterons la compression spatiale et la compression temporelle (inter image). La
technique consiste à repérer les redondances entre les images successives pour ne s'intéresser qu'aux
changements d'une image à l'autre. Le choix des images clés est très important car centrale pour la
compression.
Quel format / codec choisir?
Avant de définir des réglages de compression, il est nécessaire de choisir un format de données et un
codec pour pouvoir compresser / décompresser (lire) la vidéo. En fonction du format choisi, certains
codecs seront disponibles, d’autres non.
Les principaux conteneurs / formats de fichier couramment utilisés.
Nom et
extension
Audio Vidéo
Interleave - .avi
Quicktime .mov
RealMedia
.rm & .ram
Flash Video
.flv
Qui ?
Format
propriétaire
(développé par
Microsoft)
Format
propriétaire
(développé par
Apple)
Format
propriétaire
(développé par
RealNetworks).
Format
propriétaire
(développé par
Utilisation
Très rependu, lisible sur toutes les plateformes par
de nombreux lecteur vidéo.
Codec / format
vidéo utilisable
MPEG / DivX /
XviD
Initialement utilisé sur Mac, disponible sur Windows
et lisible avec le lecteur QuickTime. Supporte le
streaming et de nombreux formats vidéos.
DV / MPEG-2 /
MPEG-4 / H.264
Très orienté pour le streaming. Lisible avec
Realplayer.
RealVideo
Format qui s’est fortement développé car utilisé par
Youtbue et DailyMotion. Utilisé également pour les
animations interactives (cf cours flash). Nécessite le
VP6 de la
société On2
Synthèse compression vidéo Clément PRUDHOMME page 2 Matroska
.mkv
Adobe)
Format ouvert
flashplayer.
Permet de réaliser des chapitres (comme sur des
dvd), supporte les étiquetages, plusieurs sous titres
ou pistes sons. Il supporte des contenus HD
(résolution de 720p ou 1080p) contrairement au
format .avi qu’il est sans doute amené à remplacer
DivX, XviD,
H.264
RealVideo
 DV : Format d’enregistrement des caméscopes numériques – quasiment pas de perte de qualité.
Utilise une compression MJPEG.
Les principaux codecs utilisés :  MPEG : Formats de compression avec pertes normalisées (utilisation payante). C’est également un
conteneur avec plusieurs codecs qui ont été dévéloppés.
Nom
Type
Description
Utilisation
MPEG-1 Codec normalisé et
Qualité VHS, reprend le principe de la compression Descendant du MJPEG. 74
ouvert
temporelle (intra frames, prédictives,
min sur un CD.
bidirectionnelles image D).
MPEG-2 Codec
Standard de compression. Utiliser pour les DVD
Principalement le monde
normalisé
vidéo.
professionnel (TV,
Ratio de compression poids / qualité pas très bon.
numérique DVD)
MPEG-4 Codec
Taux de compression élevé mais moins destiné à
Adapté au multimédia :
normalisé.
un usage professionnel.
streaming, téléchargement,
Egalement un
Disponible avec les principaux conteneurs
3D.
conteneur (mp4)
(.mov,.avi, .wmv)
 MJPEG : Compresse en jpeg les images une à une. Méthode de compression spatiale, utilisé pour le
montage virtuel.
 Codecs courants pour les .avi (Windows) : Cinépak, RLE, INDEO, Microsoft vidéo1
 Codecs également courants sous Windows : la famille des WMV et le format du même nom.
 Codecs courants pour les .mov (Apple) : Planar, RVB, Sonrenson
 Autres codecs multi-formats pour la compression vidéo destinés à du stockage physique ou le web :
Nom
DivX
Type
Codec
propriétaire et
fermé (DivX Inc)
XviD
Codec
propriétaire et
ouvert
Codec
normalisé et
ouvert
h264
Description
Base sur le MPEG-4, il est permet une très forte
compression.
Souvent assimilé à la diffusion illégal de film sur
le web (un DVD tient sur un CD de 700 mo).
Version open source du DivX
Utilisation
Essentiellement pour mettre
des vidéos sur CD ou les
stocker sur disque dur.
Norme internationale développée par MPEG et
l’UIT-T. Bon rapport qualité / poids, convient bien
pour la HD (720p / 1080p).
Ce codec supporte un grand
nombre d’usage : streaming,
Blu-Ray, TV, téléphonie.
Focus sur le streaming : Le streaming permet de diffuser des données à travers le réseau sans que l’usager ait besoin de stocker
les données sur son disque dur. Il existe 2 types de streaming : multicast (un flux unique pour plusieurs
clients – pratique pour une diffusion vers une large audience) et l’unicast (transfert d’un hôte à un hôte –
type You tube qui nécessite des serveurs prévus en fonction du nombre de connexions).
Pour ce type de diffusion, l’encode devra tenir compte de la qualité de la connexion (ADSL, 56k, etc.). Synthèse compression vidéo Clément PRUDHOMME page 3