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22 février 2013 1,301 vues

Du codec H.264 au codec H.265

Présentation de l'avenir de la technologie des codecs vidéo

Aujourd'hui, H.264 est une norme dans le domaine de la vidéo mobile, internet et HD. Mais peut-être que son règne touche à sa fin, car une nouvelle étoile se lève - le très efficace codec vidéo successeur H.265 HEVC.

Il semble que le H.265, ou HEVC (High Efficiency Video Coding) va remplacer la famille actuelle H.264/MPEG-4 Partie 10 AVC, qui domine actuellement pratiquement tous les médias en streaming sur Internet, la vidéo mobile et l'image générale en haute résolution.

Petite histoire du H.264

L'avènement du H.264 fut initialement assez discret. Le codec a commencé sa percée avec les premiers disques Blu-ray, puis dans les appareils mobiles. Apple a certainement aidé à promouvoir le codec, car H.264 était proposé dans le tout premier iPhone.

Fin 2007, Flash Player a finalement obtenu le support pour H.264, jusque-là dominé par les codecs H.264 et VP6.

AVC a commencé à s'immiscer dans les caméras numériques domestiques et son conteneur vidéo MP4 est lentement devenu la norme sur les ordinateurs portables. Les premiers smartphones sous Android utilisaient encore l'ancien codec H.263, mais avec l'amélioration des performances et de la qualité des caméras, rien ne pouvait arrêter H.264.

Aujourd'hui, la famille des codecs H.264 est utilisée aussi bien dans les Blu-ray de films que par leurs plus grands concurrents, les boutiques vidéo sur Internet.

Comparé à ses concurrents, H.264 a un avantage très intéressant - même avec une compression plus élevée (et donc un débit binaire plus faible), il offrait une qualité d'image relativement bonne. De plus, il supporte la haute résolution, ce qui a permis grâce à ce petit codec l'apparition de bandes-annonces de films en 1080p et d'autres vidéos sur YouTube. Cela signifiait aussi que les boutiques vidéo en ligne pouvaient proposer des films de haute qualité sans que les utilisateurs aient besoin d'une connexion Internet à haut débit.

Les exigences étaient initialement assez élevées. L'encodage et le décodage H.264 sont très gourmands en calcul, mais sont rapidement arrivés des processeurs beaucoup plus puissants, l'accélération matérielle et le support direct au niveau du chipset qui rendent cela beaucoup plus gérable. À partir de la génération Sandy Bridge, la famille Core i3 à i7 d'Intel inclut un codec matériel.

La première étape du développement de H.265

Le développement de H.264 fut une entreprise conjointe de l'UIT VCEG et de ses groupes associés ainsi que de l'ISOC/EIC au nom du MPEG. Tout le monde connaît bien MPEG, grâce à sa technologie vidéo.

La première version de H.264 fut publiée en 2003, mais un an plus tard, VCEG commença à réfléchir à son successeur. Évidemment, les ingénieurs avaient une incroyable vision des besoins futurs. Au sommet du DVD multimédia, vers 2004, ils commencèrent à penser à ce à quoi ressemblerait la prochaine génération après H.264 et quelles technologies devraient être développées dans les années suivantes.

Tandis que tout le monde était fou des vidéos YouTube grâce à des connexions Internet de plus en plus rapides, les ingénieurs travaillaient à la conception de nouveaux algorithmes vidéo pour la décennie à venir.

Au fil du temps, YouTube a commencé à supporter le format 16:9, a proposé d'abord une image HQ puis la HD et a surtout popularisé le nouveau codec H.264.

H.NGVC est beaucoup plus efficace que H.264

Le groupe de travail ITU a entre-temps développé sa technologie originale et a commencé à l'appeler H.NGVC, c'est-à-dire Next-Generation Video Coding. La vidéo encodée en NGVC devrait offrir la même qualité d'image subjective que H.264 mais avec la moitié du débit binaire. Une vidéo YouTube encodée en H.264 avec un débit de 1 Mbit/s devrait donc fonctionner avec le codec NGVC à un débit de 0,5 Mbit/s.

Cela représente certainement un énorme potentiel d'économie non seulement de capacité et est une bonne nouvelle non seulement pour les services de streaming Internet, mais aussi pour les fournisseurs d'accès Internet. Par exemple, Cisco va utiliser le nouveau codec H.265 dans sa nouvelle gamme de produits de téléconférence d'entreprise.

NGVC n'est cependant pas une technologie miracle venue de l'espace. Certes, elle utilise de nouveaux et meilleurs algorithmes et une multitude d'outils internes pour analyser et compresser l'image de différentes manières, atteignant ainsi une haute efficacité de transmission, mais d'un autre côté, la charge de calcul est plus importante, surtout lors de l'encodage.

Selon la complexité et le profil de compression utilisé, NGVC devrait atteindre une charge de calcul entre la moitié et trois fois celle de H.264.


Comparaison codec H.264 vs. H.265
Comparaison H.264 vs. H.265
 

Et enfin H.265 HEVC

Un plan similaire fut également conçu par le groupe MPEG et ainsi en 2010, les meilleurs ingénieurs des deux parties ont uni leurs efforts et ont finalement convenu de développer simultanément la norme H.265 HEVC. À l'été 2012, les deux groupes se sont mis d'accord sur un projet final et les responsables de la normalisation ont promis que les premiers appareils compatibles H.265 apparaîtraient sur le marché en 2013.

Une telle introduction précoce sur le marché ne serait pas inhabituelle. Rappelez-vous simplement la norme Wi-Fi 802.11 N. Lorsque les premiers routeurs sans fil avec son support sont apparus sur le marché, ce n'était encore qu'un projet de norme. Et lorsque le processus d'approbation bureaucratique fut enfin terminé, personne ne s'en souciait, car la norme N dominait déjà l'internet sans fil.

Après le "draft" de l'année dernière, le 25 janvier 2013, HEVC a finalement reçu la normalisation à l'UIT et le groupe MPEG représentant l'ISO/IEC l'a fait passer au stade de "Final Draft". Cette procédure signifie que le nouveau format vidéo et les appareils qui le supportent sont imminents.

Nous n'y sommes pas encore

Qualcomm, le producteur du chipset Snapdragon, a déjà montré le codec HEVC en action lors du congrès mobile de l'année dernière à Barcelone et il a donc certainement quelque chose dans ses manches pour cette année. L'adoption grand public de la technologie, du papier aux appareils réels, prendra encore un certain temps.

Il y a plusieurs raisons à cela. HEVC est encore à ses débuts, il ne supporte donc pas encore certaines extensions technologiques comme H.264. Il manque aussi d'expérience pratique, il sera donc intéressant de voir comment les grands acteurs du secteur des services Internet, menés par YouTube, réagiront.

Cela peut poser problème, car Google essaie de promouvoir son propre codec VP8/WebM et tente de créer une norme libre pour la vidéo Internet. Si vous utilisez le navigateur Chrome avec HTML5 activé et visitez YouTube, vous utilisez la vidéo VP8.

Un autre concurrent potentiel pour HEVC est bien sûr le libre OGG / Theora, qui a une part de marché absolument négligeable et est technologiquement inférieur à ses concurrents. Il est cependant soutenu par quelques navigateurs web, dont Firefox.

Un projet de codec et conteneur libre concurrent de Google compte de nombreux contributeurs, mais a toujours une qualité inférieure à H.264, surtout à haute résolution. Battre le futur H.265 sera encore plus difficile. Le plus grand concurrent sera donc l'existant H.264, car dans le domaine des codecs vidéo, il est aussi répandu que Windows sur les ordinateurs personnels. Il est aussi supporté par toutes les plateformes mobiles qui l'utilisent comme technologie sous-jacente pour l'enregistrement vidéo. De plus, c'est une norme dans le domaine de la vidéo HD, que ce soit sur disque optique Blu-ray, ou même la diffusion satellite et terrestre numérique.

Le remplacement de H.264 AVC par le plus économique H-265 HEVC pourrait donc prendre un peu plus de temps et être plus progressif. Cependant, si tout se passe bien, vous remarquerez un jour que le délai de chargement des vidéos est beaucoup plus court et que la qualité et la colorimétrie des vidéos sont bien meilleures. Le tout avec un support jusqu'à la vidéo UHD 8k avec une résolution de 8192 x 4320 pixels.

H.264 est mort, vive H.265.

 

Source : wikipedia.org, zive.cz

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