Codecs : qu'est-ce que c'est en vidéo ?

par Kim Actualisé: Le 27 juin 2022

Codecs sont une partie importante du processus de production vidéo. Les codecs sont un ensemble d'algorithmes utilisés pour compresser et décompresser les fichiers vidéo et audio. Un codec est crucial pour réduire la taille des fichiers, vous permettant de les transférer et de les stocker plus rapidement.

Dans cet article, nous présenterons ce que sont les codecs, Comment ils travaillent, et leur importance dans le processus de production vidéo.

Définition d'un codec

Un codec est une technologie qui encode les flux vidéo, audio et de données sous forme numérique. Les codecs compressent les données afin qu'elles occupent moins d'espace de stockage ou de transmission, et améliorent également la qualité d'un flux vidéo ou audio en améliorant ses visuels ou son.

Les codecs sont largement utilisés dans la distribution en ligne de films, de télévision et de musique. Services de streaming en ligne tels que Netflix, Amazon Prime Video et Spotify utiliser des codecs pour compresser leur contenu sans compromettre la qualité. L'encodage de vidéos avec des codecs avancés peut les réduire en taille tout en préservant la qualité du matériel source d'origine. Cela permet aux services de streaming de distribuer facilement des vidéos aux clients sans imposer d'énormes coûts de bande passante sur leurs réseaux ou leur infrastructure.

En plus de permettre un stockage et une transmission efficaces, les codecs peuvent offrir plusieurs autres avantages aux fournisseurs de streaming en ligne, tels que :

• Temps de chargement plus rapides
• Efficacité énergétique améliorée
• Meilleure évolutivité
• Compatibilité accrue des appareils

Les codecs peuvent également être utilisés à des fins de sécurité par cryptage des fichiers de contenu afin que seuls les utilisateurs autorisés puissent y accéder.

Le rôle des codecs dans la vidéo

Codecs, abréviation de « codeur-décodeur », sont des algorithmes chargés de compresser et décompresser des fichiers vidéo et audio. En utilisant des techniques de compression spécialisées, les codecs sont capables de minimiser la taille des fichiers vidéo et audio sans perte significative de qualité. Cela permet des vitesses de chargement et de téléchargement plus rapides - que vous regardiez un film en streaming ou que vous jouiez à un jeu en ligne - tout en occupant beaucoup moins d'espace sur votre disque dur.

De plus, les codecs sont également utilisés lors de l'enregistrement et du post-traitement des données vidéo pour créer des images de la plus haute résolution possible avec des fréquences d'images, des débits binaires, des profondeurs de couleur, etc. variables. Les codecs déterminent le type de technologie d'enregistrement qui sera utilisé - par exemple, 4K résolution ou HD – afin d'optimiser l'expérience visuelle. Selon les exigences spécifiques de chaque application, plusieurs types de codecs sont disponibles, tels que :

• H264/AVC
• .265/HEVC
• VC-1/WMV9
• MPEG4
• VP8/VP9

Un codec fonctionne en compressant un flux d'entrée (c'est-à-dire vidéo ou audio) en fichiers de plus petite taille qui peuvent être gérés plus efficacement sur des réseaux ou stockés sur des disques locaux ; ceci est connu comme codage. Inversement lors de la lecture (par exemple lors de la diffusion de vidéos en ligne), les fichiers compressés doivent être reconvertis dans leur format d'origine de haute qualité, ce qui est obtenu en décodage les informations codées d'avant ; ce processus est connu sous le nom de décodage. Avec l'aide d'un matériel approprié (tel que des cartes graphiques, etc.), encodage assisté par matériel peut améliorer considérablement la vitesse d'encodage avec une perte de qualité minimale - ce qui les rend adaptés aux applications à haute taux d'armature exigences telles que les services de streaming en temps réel ou les jeux en nuage.

Types de codecs

Codecs sont la pierre angulaire du contenu vidéo - ils déterminent la façon dont les vidéos sont compressées, décompressées et transmises. Ils nous permettent de regarder des vidéos de différentes tailles et résolutions sur presque tous les appareils. Il existe de nombreux types de codecs différents, chacun jouant un rôle différent dans le processus de visionnage de contenu vidéo.

Dans cet article, nous allons approfondir les types de codecs les plus courants:

Codecs avec perte

Les codecs avec perte sont des normes de compression qui réduisent la qualité de la vidéo d'origine, sacrifiant la qualité de l'image et des données au profit de la taille du fichier. L'objectif est de rendre un flux vidéo suffisamment petit pour qu'il puisse être visionné ou téléchargé rapidement et efficacement. Comparés aux codecs sans perte, les codecs avec perte produisent généralement des fichiers plus petits avec moins de données, mais cela se fait au détriment de l'acuité et de la fidélité globale.

Les deux types de codecs avec perte les plus courants sont intra-trame or débit binaire constant (CBR) ainsi que intertrame or débit binaire variable (VBR). Le codage intra-image enregistre une image de contenu entière en tant qu'unité unique dans chaque fichier compressé ; cela se traduit par des fichiers volumineux mais moins d'artefacts entre chaque image et des images de meilleure qualité dans l'ensemble. Le codage inter-images divise les images de contenu en sections pour permettre des sections plus compressées sans changement notable entre les images ; les fichiers résultants ont tendance à avoir des tailles plus petites que les intraframes mais aussi plus d'artefacts entre les frames.

Des exemples populaires de codecs avec perte incluent MPEG-4 AVC / H.264, MPEG-2 ainsi que H.265 / HEVC, Windows Media Vidéo 9 (WMV9), RealVidéo 9 (RV9), DivX, XviD ainsi que VP8/VP9. Celles-ci sont devenues de plus en plus populaires dans les applications de streaming vidéo telles que YouTube en raison de leur capacité à compresser rapidement de grandes quantités de données sans sacrifier considérablement la qualité de l'image - les visiteurs peuvent regarder de longues vidéos avec une connexion à bande passante relativement faible tout en conservant une clarté visuelle raisonnable.

Codecs sans perte

Les codecs vidéo sont un type de logiciel informatique utilisé pour la compression ou l'encodage de données vidéo numériques. Ce processus est nécessaire lorsque vous travaillez avec des fichiers numériques volumineux afin de réduire la taille du fichier et d'augmenter la rapidité avec laquelle le fichier est téléchargé, transféré ou diffusé en continu. Les codecs sont divisés en deux catégories distinctes : lossy ainsi que sans perte codecs.

Les codecs sans perte fournissent une réplique numérique exacte d'un fichier après encodage en fournissant une précision complète des données, ce qui permet une duplication numérique exacte pendant la décompression. Il prend plus de place que la compression avec perte mais n'implique pas non plus sa propre distorsion et permet facilement des modifications audio/image sans aucun compromis sur la qualité. Les codecs sans perte incluent des algorithmes tels que :

• Lzw
• JPEGLS
• FLAC
• ALAC
• MPEG-4 SLA

Codecs matériels

Codecs matériels sont des codecs qui utilisent des ressources matérielles dédiées pour encoder et décoder les signaux vidéo. Certains systèmes informatiques relativement nouveaux, tels que les ordinateurs portables, comprennent une unité d'encodage vidéo basée sur le matériel qui peut être utilisée pour accélérer le processus d'encodage. Ces unités sont très efficaces et peuvent offrir des avantages de performances significatifs par rapport aux codecs logiciels. De plus, il existe des codecs matériels autonomes qui offrent des résultats de qualité professionnelle pour les applications de diffusion/streaming.

Les deux principaux types de codecs matériels sont Compression/Encodage ainsi que Codecs de décodage:

• Codecs de compression/encodage: Ces appareils sont souvent livrés avec leur propre logiciel propriétaire, bien que d'autres options puissent également être disponibles. Ils utilisent des composants spécialisés pour effectuer un encodage vidéo à très haute vitesse sans consommer beaucoup d'énergie ou Puissance du processeur par rapport aux encodeurs logiciels. Comme les encodeurs logiciels, ils produiront généralement une variété de formats de sortie tels que H.264 ou MPEG-2/4 formats.
• Codecs de décodage: Aussi connus sous le nom de cartes de décodage ou d'accélérateurs de décodage, ces appareils disposent de puissantes puces dédiées conçues spécifiquement pour décoder les signaux vidéo compressés en temps réel sans consommer trop de ressources système (Puissance du processeur). Les cartes de décodage dédiées sont courantes dans les environnements professionnels où un grand nombre de vidéos doivent être décompressées rapidement avec un impact minimal sur les performances et la stabilité du système.

Codecs populaires

Codecs sont essentiels pour quiconque travaille avec des médias vidéo. Ce sont les ingrédients de votre fichier vidéo, les ingrédients qui permettent au lecteur vidéo de faire la distinction entre la vidéo et l'audio, et les méthodes de compression des données pour faciliter le stockage et la diffusion. Il existe une variété de codecs disponibles, et celui qui convient à votre projet doit être choisi.

Dans cette section, nous discuterons des codecs les plus populaires:

H.264

H.264 (aussi connu sous le nom AVC MPEG-4) est l'un des codecs les plus populaires pour l'encodage de fichiers vidéo numériques à utiliser dans une variété d'applications - des services de streaming aux lecteurs Blu-ray en passant par les smartphones. Sa capacité à compresser une vidéo de haute qualité dans des fichiers de taille relativement petite en fait l'un des codecs les plus largement utilisés et les plus polyvalents sur le marché aujourd'hui.

H.264 fonctionne en décomposant les images numériques en blocs de 8 × 8 pixels, puis en les compressant avec une gamme d'algorithmes différents. Parce que H.264 est si efficace, il peut créer une vidéo numérique de très haute qualité même à des débits binaires très bas, ce qui le rend idéal pour une large gamme d'applications allant des émissions HDTV aux lecteurs multimédias grand public et aux services de streaming pour smartphone/tablette.

H.264 prend en charge à la fois le balayage progressif (où toutes les lignes d'une image commencent à balayer toutes en même temps) et la vidéo à balayage entrelacé, bien que la plupart des codecs modernes ne prennent en charge que le balayage progressif car ils sont plus efficaces en termes de taille de fichier et d'utilisation de la bande passante. H.264 est également capable de gérer des résolutions jusqu'à 4K (4096 2160 × XNUMX XNUMX pixels), en veillant à ce qu'il reste pertinent à mesure que de plus en plus de créateurs de contenu évoluent vers des résolutions plus importantes au fil du temps.

Outre son efficacité, l'un des principaux avantages de H.264 est le fait qu'il a déjà été adopté par de nombreux fabricants d'appareils, ce qui permet aux utilisateurs d'envoyer plus facilement du contenu entre appareils sans avoir à se soucier des problèmes de compatibilité ou des configurations logicielles/matérielles incompatibles. Pour cette raison, H.264 reste aujourd'hui un codec important pour une grande variété d'appareils et d'applications, malgré les nouvelles options disponibles telles que HEVC (codage vidéo haute efficacité).

H.265

H.265, aussi connu sous le nom Codage vidéo à haute efficacité (HEVC), est une norme de compression vidéo qui offre un codage plus efficace que son prédécesseur, H.264/MPEG-4 AVC (codage vidéo avancé). Il prend en charge la résolution 8K et peut compresser des fichiers vidéo jusqu'à deux fois plus efficace comme la norme précédente - avec jusqu'à 40 % de rétention de qualité en plus que son prédécesseur.

H.265 est le successeur naturel de H.264/MPEG-4 AVC, offrant de meilleures capacités de compression avec un minimum de complications et une lecture plus fluide sur les appareils de lecture tels que les téléviseurs, les smartphones, les ordinateurs portables et les tablettes. Il s'agit d'un format open source adapté à tous les types de contenu - des émissions télévisées aux vidéos en streaming sur Internet et aux disques Blu-ray - permettant aux créateurs de contenu d'offrir une qualité vidéo maximale tout en minimisant les coûts de bande passante.

La flexibilité du H.265 lui permet d'être utilisé dans un large éventail d'applications telles que :

• Télévision diffusée (y compris 4K ou même 8K)
• Services de streaming et de communication, y compris ceux pour appareils mobiles et satellites
• Expériences de réalité virtuelle
• Applications de santé
• Le nouveau format d'image HEIF - permettant aux images capturées à partir d'appareils photo numériques ou de téléphones avec appareil photo d'être compressées plus que jamais auparavant sans perte de détails d'image.

VP9

VP9 est un codec vidéo ouvert et libre de droits créé par Google. Développé pour être utilisé dans les applications Web, il offre une technologie de pointe avec une compression améliorée pour le streaming et le téléchargement à des débits inférieurs.

VP9 propose également diverses fonctionnalités utiles pour les applications vidéo :

• gamme dynamique élevée et espaces colorimétriques,
• mode d'encodage sans perte,
• streaming adaptatif et évolutivité de l'encodeur.

Il prend en charge les pixels non carrés, les carrés superposés de différentes couleurs ou valeurs de luminance, les méthodes de codage par prédiction temporelle (telles que la compensation de mouvement) ainsi que les méthodes de codage par prédiction intra (telles que les transformées en cosinus discrètes). VP9 a également la capacité d'encoder des images avec jusqu'à 8 bits de profondeur de couleur par pixel. Le format permet une meilleure qualité d'image grâce à des détails visuels tels que des niveaux de bruit réduits et des bords plus nets par rapport aux autres codecs antérieurs.

Lors du décodage d'un flux VP9, ​​l'appareil de l'utilisateur fait tout le travail pour le décoder en une seule image vidéo. Cela rend l'accès rapide et permet une lecture plus rapide qu'avec certains autres codecs en raison de sa faibles besoins en mémoire. Cela s'applique en particulier lorsque les utilisateurs en ligne accèdent à plusieurs flux à la fois à partir de plusieurs sources ; ils peuvent le faire sans avoir toutes leurs ressources informatiques immobilisées dans le décodage de chacun séparément. En outre, la livraison à l'aide d'un format de fichier courant tel que MP4 permet d'activer la compatibilité entre les appareils ou les plates-formes qui pourraient autrement ne pas être en mesure d'afficher le contenu encodé dans d'autres formats tels que WebM ou MKV.

Codecs et qualité vidéo

Codecs sont une partie importante de l'encodage et du décodage vidéo, ce qui peut affecter la qualité de la vidéo. Les codecs sont utilisés pour compresser et décompresser les fichiers vidéo, et le type de codec que vous choisissez peut affecter la taille et la qualité de la vidéo.

Dans cet article, nous aborderons les différents types de codecs et comment ils peuvent affecter la qualité d'une vidéo:

Bitrate

Bitrate est une mesure de la quantité d'informations dont un codec a besoin pour représenter une vidéo donnée. Mesuré en bits par seconde, le débit binaire peut affecter à la fois le qualité de la vidéo ainsi que quelle sera la taille de son fichier.

Plus le débit est élevé, plus plus de détails peuvent être inclus dans le processus d'encodage (ou de compression) et donc la meilleure qualité d'image que vous obtiendrez. Cependant, cela signifie également que des fichiers plus volumineux devront être stockés ou transmis. Si vous envoyez votre vidéo sur n'importe quel type de réseau numérique (comme Internet), vous constaterez peut-être que des débits binaires plus élevés entraînent une augmentation notable de la latence ou du temps de mise en mémoire tampon.

Un autre facteur qui affecte le débit binaire est la résolution - à mesure que les résolutions augmentent, la taille du fichier augmente également - mais cela dépend d'autres caractéristiques telles que codecs utilisés, fréquence d'images et tailles d'images. En général, les débits binaires inférieurs ont tendance à donner des vidéos de qualité inférieure, même si d'autres facteurs tels que la résolution sont élevés.

Les codecs ont tous leur propre gamme idéale suggérée pour meilleure qualité d'image et moins d'utilisation de données assurez-vous donc de regarder dans vos encodeurs préférés pendant le processus de compression.

Résolution

La résolution est la mesure des informations d'une vidéo en termes de pixels, et c'est l'un des principaux facteurs qui déterminent la qualité vidéo. Il est important de comprendre que des résolutions plus élevées produiront toujours de meilleures vidéos car il y a simplement plus de pixels entassés dans chaque image. Les résolutions les plus couramment utilisées dans le streaming en ligne sont 1920 × 1080 (Full HD) ainsi que 1280 × 720 (HD).

La vidéo à plus haute résolution nécessite plus de puissance de traitement, ce qui peut entraîner des problèmes de compatibilité si le système de l'utilisateur n'est pas à jour. Des vidéos à plus haute résolution signifient également des fichiers plus volumineux qui nécessitent un meilleur codec pour pouvoir être lus correctement sur tous les appareils. Les codecs courants de l'industrie utilisés pour le streaming en ligne incluent H.264 ou AVC, VP8, VP9 et HLS ou Apple HLS (HTTP Live Streaming).

En fonction de votre application et du type d'appareil sur lequel vous prévoyez de diffuser votre contenu, vous déterminerez quel codec vous convient le mieux.

En fin de compte, si vous disposez d'une configuration d'encodage appropriée qui comporte le meilleur codec disponible alors vous ne devriez avoir aucun problème pour livrer vidéos de haute qualité à n'importe quelle résolution qui ne souffrira pas de mise en mémoire tampon ou d'autres problèmes de lecture tout en préservant un bon niveau de fidélité visuelle.

Fréquence d'images

Fréquence d'images est un facteur clé en matière de qualité vidéo et de codecs. C'est la mesure du nombre d'images individuelles capturées en une seconde, généralement mesurée en images par seconde (FPS). Plus la fréquence d'images est élevée, plus le métrage apparaîtra fluide. Des fréquences d'images faibles entraînent une vidéo saccadée, tandis que des fréquences d'images plus élevées sont plus efficaces pour fournir une image fluide.

Par exemple, lors de l'enregistrement avec une caméra 8 FPS par rapport à une caméra 30 FPS, une caméra 8 FPS produira des images plus saccadées en raison de son nombre inférieur d'images par seconde. D'un autre côté, une caméra 30 FPS produit des séquences plus fluides avec plus de flou de mouvement entre elles qu'une caméra 8 FPS car il y aurait trois fois plus d'images capturées.

En plus de cela, différents codecs nécessitent différentes fréquences d'images minimales ou maximales pour des résultats optimaux. S'il est utilisé de manière incorrecte ou sans connaître les exigences de votre codec en matière de compatibilité de fréquence d'images, la qualité de votre vidéo peut en souffrir. Les fréquences d'images standard les plus courantes pour la plupart des formats vidéo et des expériences de visionnage actuels sont 24 ips (films) et 30 ips (émissions de télévision). Cependant, certains codecs peuvent également prendre en charge des codecs plus élevés, tels que 48 ips ou même 60 ips - tout en offrant des visuels et une douceur supérieurs par rapport à leurs homologues inférieurs.

Conclusion

En conclusion, comprendre les codecs est un élément important de la création et de la visualisation de vidéos sur nos appareils numériques. Connaître les bases des codecs audio et vidéo, leurs définitions et les différences significatives entre eux peut nous aider à prendre une décision plus éclairée lors du choix et de la visualisation des médias numériques. De plus, avoir un aperçu général de la codecs vidéo les plus utilisés peut également nous permettre de mieux comprendre comment différents codecs peuvent modifier l'apparence et le son de la vidéo.

Enfin, il est utile de garder à l'esprit que tous les codecs vidéo ne sont pas compatibles- ce qui signifie que certaines vidéos nécessitant un codec peuvent ne pas être lues correctement sur un autre appareil s'il ne reconnaît pas ce type particulier. Heureusement, nous avons maintenant plus d'options que jamais lorsqu'il s'agit de visionner notre contenu numérique préféré, y compris une meilleure compatibilité sur plusieurs plateformes. Prenez donc votre temps pour rechercher le format qui vous convient et découvrez celui qui répond le mieux à vos besoins !

Salut, je suis Kim, une maman et une passionnée de stop-motion avec une formation en création de médias et en développement web. J'ai une énorme passion pour le dessin et l'animation, et maintenant je plonge tête première dans le monde du stop-motion. Avec mon blog, je partage mes apprentissages avec vous.