. Pourquoi compresser ? . Comment ? . Les codecs . Les standards . La finalisation

Pourquoi compresser ? Pour bien comprendre pourquoi on a besoin de compresser les données vidéo, nous allons prendre un moniteur dont la résolution maximum est de 1024x768 ce qui est un standard de nos jours, donc un tel écran représente une matrice de pixels de : 1024x768=786432 pixels Les cartes graphique supportent aisément le mode couleurs vraies qui possèdent un format de 32bits soit 4 octets par pixel. Donc pour afficher une image en pleine écran avec ce mode il faudra : 786432x4 = 3145728 octets soit 3072 Ko Si je voulais regarder une seconde d’animation, je devrais associer 25 images au même format. Donc pour une seconde de film on obtient : 3072x25 = 76800 Ko soit 75 Mo/s Il faudrait pour stocker 1h de film avec un pareil format 263 Go d’espace disque

Pour prendre un autre exemple, on peut se pencher sur principe du codage vidéo en 4.2.2, qui est la norme de la vidéo numérique CCIR 601, elle comprend 16 millions de couleurs codées sur 16 bits, donc pour une résolution d’images en 720x576 on obtient 720x576= 414720x16 = 6635520x25 = 165888000 bits/s = 165,9 Mbit/s = 20,7 Mo/s Si on prend une lecteur CD-ROM simple vitesse dont le débit est 150 Ko/s alors on devra réduire par environ 150 la taille de la vidéo pour qu’il soit supporté par le lecteur, un sacré pari car il faut encore que l’image représente encore quelle que chose. On pourrait donc à la limite réduire la résolution de l’image à un quart ou un seizième de la taille d’origine ou bien coder la couleurs sur 16 ou 8 bits en réduisant la palette disponible à 64000 ou 256 couleurs maximum. Mais même si on employait une résolution d’image divisée par un 1/4 avec une palette de 256 couleurs on serait encore loin du compte pour une qualité d’affichage vraiment médiocre 180x144=25920x8=207360x25=5184000 bits/s = 5,18 Mbits = 632 Ko /s Soit 4,2 fois la capacité d’un lecteur simple vitesse. Bien sur aujourd’hui les lecteurs sont bien plus performants , mais c’était à l’époque ou les premiers lecteurs CD-ROM sont sortis que les premières normes de compression ont vu le jour (MPEG-I, Quicktime, etc..).

Comment ? Compression « lossless » Les 2 approches de la compression L’objectif est de regrouper des informations identiques et successives afin de ne pas allouer l’espace disponible inutilement . Si un motif se répète n fois à la suite dans l’image, (par exemple 500 pixels rouges sont alignés les uns à côtés des autres). il serait logique de coder seulement le facteur de continuité. Cette méthode ne dégrade pas les données et au décodage toutes les informations sont retrouvées. Compression spatiale et temporelle On parle de compression spatiale lorsque l’on réduit la taille initiale d’une image par des moyens dégradants ou non. Cette méthode s’applique principalement sur les images fixes. La compression temporelle est utilisée pour réduire le flux d’information en ne conservant par exemple que les différences entre deux images successives. On associe à la compression temporelle deux méthodes distinctes : . Le codage différentiel qui soustrait toutes les informations redondantes d’une image à l’autre pour ne conserver que les déplacements (problèmes si grandes différences) . La seconde méthode employée est le codage par prédiction du mouvement qui est très réducteur de volume, mais dont le défaut est de trop dégrader l’information surtout si les mouvements sont rapides.

Les codecs Intel Indeo 5.03 Utile pour la vidéo distribuée sur Internet dans le cas d’ordinateurs équipés de processeurs MMX ou Pentium II. Les fonctionnalités de ce codec incluent une option de compression rapide, un contrôle souple des images clés, l’incrustation de chrominance (transparence), des effets de lecture et un recadrage sur le vif qui réduit la charge. En outre, ce codec utilise une fonction de téléchargement progressif qui s’adapte aux différentes largeurs de bande de réseau. Pour bénéficier pleinement de ces fonctions, vous devez posséder un utilitaire non fourni par Intel. Ce codec est conçu pour fonctionner avec le codec Intel Audio Software. Intel Indeo Video Raw R1.1 Utile pour acquérir de la vidéo non compressée avec les cartes d’acquisition vidéo Intel. Ce codec fournit une excellente qualité d’image, car il n’applique aucune compression. Les fichiers vidéo acquis sont cependant plus petits que ceux acquis avec l’option Aucun, car la couleur est convertie du modèle de couleur RVB dans le modèle de couleur Y/C (luminance/chrominance), plus compact. Intel Indeo Video Interactive Similaire au codec Intel Indeo 5.03, Indeo Video Interactive prend en charge des fonctions avancées comme la transparence, des films en plusieurs langues et des effets de lecture. Pour bénéficier pleinement de ces fonctions, vous devez posséder un utilitaire non fourni par Intel.

Microsoft RLE Utile pour compresser des images contenant de larges aplats de couleurs, par exemple, des animations de type dessin animé. Ce codec utilise un compresseur à codage RLE (Run-Length Encoding) 8 bits spatial. Il est sans pertes si vous réglez la qualité sur 100 %. Microsoft Video 1 Utile pour compresser la vidéo analogique. Ce codec spatial avec pertes prend en charge des profondeurs de pixel de 8 ou 16 bits. Intel Indeo Video R3.2 Utile pour compresser la vidéo 24 bits lue à partir d’un CD-ROM. Ce codec atteint des taux de compression supérieurs, une meilleure qualité d’image et des vitesses de lecture plus grandes que le codecMicrosoft Video 1. Pour de meilleurs résultats, utilisez le codec Indeo Video sur des données source brutes qui n’ont pas été préalablement compressées avec un codec à fort pourcentage de pertes. Employé avec un débit adapté à la lecture, ce codec produit des images comparables en qualité à celles compressées avec le codec Cinepak. Codec Cinepak de Radius Utile pour compresser la vidéo 24 bits destinée à des CD-ROM ou à des fichiers vidéo téléchargeables sur le Web. Ce codec atteint des taux de compression plus élevés et des vitesses de lecture plus grandes que le codec Video. Vous pouvez régler le débit en lecture ; la qualité d’image baisse sensiblement avec un débit inférieur à 30 Kbps. Cinepak est asymétrique : il décompresse rapidement, mais la lenteur de la compression le rend impropre aux fonctions d’édition. Pour de meilleurs résultats, utilisez Cinepak uniquement pour exporter la version finale d’un fichier vidéo

. 3ivx Pinnacle studio DV codec Codec DV relatif à la carte Studio DV+ de Pinnacle. Ce codec n'est compatible avec Premiere qu'a partir de la version 6. Sous After Effect 4.1 il est importé sans problème mais plante à la compression. DivX ;) Basé sur le MPEG 4 il n'autorise pas la diffusion en streaming.   Huffyuv Codec non destructeur, super rapide, gère le RGB et YUY2, et en plus est gratuit. Il compresse tellement bien que sur certaines séquences on approche le taux du MJpeg (mais sans perte) Idéal pour les travaux qui nécessitent de nombreuses recompressions. . 3ivx Basé sur le MPEG 4, 3ivX offre un taux de compression plus performant que le DivX pour une meilleure qualité et surtout il autorise la diffusion en streaming. Il est malheureusement devenu payant mais vous pouvez télécharger une version de démonstration pour QuickTime ou pour Windows média Player.

Les Standards Le Divx ;-) Le VCD Le XVCD Le SVCD Le DVD

Le Divx ;-) Un peu d’histoire La vidéo Divx est du MPEG-4, norme de compression définie par le MOTION PICTURE EXPERT GROUP. La norme MPEG-4 est destinée aux applications multimédias pour de la diffusion sur réseau type Internet haut débit, réseau local,.... Il ne s'agit ni d'un produit commercial en tant que tel, ni d'une pure création. Cet algorithme de compression/décompression a été fabriqué à partir d'une version piratée du CODEC (algorithme de Codage/Décodage) Microsoft . Son succès vient de sa capacité à permettre la diffusion de films issus de DVD Vidéo piratés sur Internet. Ces caractéristiques Le Divx;-) est un algorithme de compression vidéo MPEG-4 qui permet d'obtenir une qualité quasi DVD avec 10 fois moins de place : un DVD de 4,3 GO peut ainsi tenir sur un simple CD-ROM.  

Le VCD Le VCD (alias VideoCD) à  été l'un des premiers supports numériques grand public à  voir le jour. Objet de convoitise pour les premiers véritables amateurs de Home-Cinéma il se présentait sous la forme de gros disques lasers (LD) double face, simple couche. Si il ne mobilise plus les foules aujourd' hui en Europe il est encore très présent sur le marché asiatique Hong-Kong étant l'un des plus gros centres de vente. Caractéristiques Un VCD peut contenir environ 70 minutes de vidéo. Par sa faible résolution et son mode de compression (le MPEG-1) il montre vite ses limites. L'image manque de netteté, présente des artfacts (blocs de pixels) dans les scènes rapides et le son ne peut être encodé au mieux en qualité en MP2 Dolby Surround. Cependant, il présente l'immense avantage de pouvoir être lu dans presque tous les matériels équipés d'un lecteur CD récent. En effet, il peut être aussi bien lu sur un ordinateur, une console de jeux (Playstation 1&2, Saturn & Dreamcast), un lecteur DVD (suivant les modèles) ou encore sur les baladeurs CD/MP3 (en le connectant à  la télévision) Il est à  noter que l'on peut également ajouter de l'interactivité avec, notamment, des menus (au même titre que ceux des DVD) et des sous-titres (le "multi-langues" n'étant pas possible faute de place

Le XVCD Le XVCD (entendez par là  eXtra-VideoCD) est une version "à  part" de la famille des VideoCD. Pour simplifier les choses, nous pourrions dire que c'est un SVCD codé en MPEG-1 Caractéristiques  L'un des principaux intérêts du XVCD est sa résolution élevée (jusqu'à  480x576 en PAL) et son bitrate qui peut atteindre 2600Kbits (vidéo + son). Si le codage en MPEG-1 montre toujours ses limites en terme de qualité, il n'en demeure pas moins qu'il peut constituer une alternative intéressante aux possesseurs de lecteurs DVD récalcitrants. En effet, s’il s'avère que seulement une minorité de lecteurs DVD supportent le SVCD (tendance qui est en train de s'inverser avec le développement des lecteurs ("grand public") la grande majorité est plus ou moins compatible avec les XVCD

Le SVCD Le SVCD (alias SVCD, Super VCD ou Chaoji VCD) est une amélioration du VCD voulue par le gouvernement chinois et financée par les grands groupes technologiques du pays. Annoncé en  1998, ce format se veut le concurrent du DVD. Pourquoi? Et bien afin de contourner les royalties que le DVD engendre et par conséquent faire baisser son prix de vente. D'après des sources officielles, le gouvernement chinois n'apprécie que très moyennement le fait que le DVD soit contrôlé par un consortium "étranger" et n'est pas enthousiasmé à  l'idée de leur verser des royalties. Caractéristiques : Le SVCD reprend donc les avantages de son petit frère tout en augmentant la résolution vidéo. Codé en MPEG-2 (tout comme les DVD) il peut se payer le luxe d'approcher une qualité presque parfaite à  l'oeil nu ! Son support du Multichannel 5.1 (à  ne pas confondre avec le Dolby Digital 5.1) constitue une alternative intéressante aux DVD. Son coût de production et de création nettement moins élevé ravira les amateurs de vidéos désireux de conserver leurs films de famille ou de distribuer leur tout dernier court métrage ! On regrettera tout de même la complexité du processus de création (notamment lorsque l'on désire ajouter de l'interactivité) et la lenteur du codage pour les ordinateurs lents (entendez par là  les processeurs inférieurs à  750Mhz).

Le DVD Un peu d’histoire Alors que plusieurs personnes prétendent qu'il signifie Digital Vidéo Disk, il s'agit en réalité de Digital Versatile Disk. C'est un format d'encodage de disques numériques qui permet d'emmagasiner de l'information pour différentes applications : vidéo, multimédia, audio et bien d'autres encore comme les prochaines versions des consoles de jeux vidéo du genre Nintendo et compagnie. Un disque DVD se présente sous la forme d'un disque de 12 cm en tout point identique visuellement à un disque CD Audio/CD-Rom classique a première vue. Le DVD simple-couche simple-face (DVD-5) peut contenir jusqu'à 135 minutes ou 4,7Go ; le DVD double-couches simple-face (DVD-9) a une capacité de 8,5Go ; le DVD simple-couche double-faces (DVD10) peut stocker 9,5Go ; le DVD double-couches double-faces (DVD18) peut stocker 17Go ou 8 heures de film. Ces caractéristiques Un disque DVD-Video est un des disques de la grande famille DVD qui comprend également une déclinaison Audio (DVD-AUDIO), informatique (DVD-ROM), Enregistrables (DVD-RAM, DVD-R, DVD-RW, +RW). Le DVD-Video est un disque qui permet de stocker de la vidéo numérique de haute qualité accompagnée par jusqu'à 8 pistes audio compressées à différente normes (Dolby Digital AC3, DTS, ...). Le son est multicanal, c'est à dire qu'il est possible de coder et restituer un son sur plusieurs hauts parleurs (mais ce n'est pas une obligation). Jusque 32 sous-titres peuvent être présents sur un disque. La vidéo d'un DVD-Video est au format MPEG-2 ou MPEG-1.