Streaming à débit adaptatif : Qu’est-ce que c’est et comment fonctionne l’algorithme ABR ? [2022 Update]

Pour la plupart des radiodiffuseurs, l’expérience utilisateur qu’ils offrent est cruciale, car la plupart des téléspectateurs ne s’accommoderont pas longtemps d’un flux de mauvaise qualité. En effet, plus de la moitié des téléspectateurs abandonnent un flux de mauvaise qualité en 90 secondes ou moins. Cela signifie qu’un mauvais flux peut être dévastateur pour les entreprises.

Le problème est que la plupart des utilisateurs dépendent de connexions internet à domicile. La bande passante et les conditions du réseau pour ces connexions fluctuent tout au long de la journée et peuvent avoir un impact sur l’expérience de visionnage. Les appareils utilisés varient également en termes de puissance de traitement et de capacité de lecture.

C’est pourquoi il est essentiel pour les diffuseurs d’aujourd’hui de garder les téléspectateurs à l’esprit lorsqu’ils mettent en place un flux de travail pour la diffusion vidéo adaptative. Pour la plupart des entreprises, cela signifie utiliser l’algorithme de streaming à débit adaptatif pour optimiser la qualité du streaming.

Dans cet article, nous verrons ce qu’est la diffusion en continu à débit adaptatif et comment elle fonctionne. Nous examinerons également ce qui constitue un profil de diffusion en continu et comment les marques peuvent mettre en œuvre elles-mêmes la diffusion en continu ABR.

Entrons dans le vif du sujet.

Nous couvrirons :

• Qu’est-ce que l’Adaptive Bitrate Streaming ?
• Comment fonctionne le streaming ABR ?
• Profils de streaming adaptatif
• Comment faire de l’Adaptive Bitrate Streaming
• Les avantages de la lecture adaptative
• Conclusion

Qu’est-ce que l’Adaptive Bitrate Streaming ?

Tout d’abord, examinons l’importance des débits binaires lors de la diffusion en continu et ce que cela signifie d’avoir des capacités de lecture adaptative.

Qu’est-ce qu’un débit binaire pour la diffusion en continu ?

Le débit vidéo d’un flux correspond à la vitesse de transfert des données vidéo vers l’appareil de l’utilisateur. La mesure standard du débit de la vidéo en continu est le mégabit par seconde (Mbps), qui diffère de la taille du fichier vidéo mesurée en mégaoctets (MBps).

En général, un débit plus élevé signifie que la qualité de la vidéo sera meilleure, mais s’il dépasse la bande passante de l’utilisateur (également mesurée en Mbps), une mise en mémoire tampon peut se produire. La mise en mémoire tampon signifie que le lecteur vidéo ne peut pas télécharger le fichier vidéo assez rapidement pour maintenir la lecture de la vidéo à une vitesse normale. C’est ce qui provoque l’apparition de l’icône qui tourne lorsqu’un spectateur regarde une vidéo.

Il s’agit de certains facteurs qui ont un impact sur le débit de la vidéo en continu :

• Résolution vidéo : La résolution d’une vidéo fait référence au nombre de pixels dans une image. La plupart des flux vidéo ont une résolution de 480, 720, 1080 ou 4K. Une résolution plus élevée rend les images plus nettes et peut être nécessaire pour obtenir une expérience visuelle de qualité sur des écrans plus grands.
• Fréquence d’images : La plupart des diffuseurs utilisent 24 images par seconde (ips), mais les événements sportifs ou autres flux qui nécessitent une lecture plus fluide peuvent utiliser 30 à 60 ips. Une fréquence d’images plus élevée permet de mieux afficher les mouvements, mais un plus grand nombre d’images nécessite des données supplémentaires.
• Codec : Une vidéo de meilleure qualité – avec une résolution et une fréquence d’images plus élevées – a généralement un débit binaire plus élevé. Cela dit, certains codecs qui compressent les données vidéo sont plus efficaces que d’autres. Les codecs les plus récents, tels que H.264 et H.265, permettent d’obtenir des vidéos de meilleure qualité à des débits plus faibles que les codecs traditionnels.

Qu’est-ce que la lecture adaptative ?

Diffusion en continu à débit adaptatif (ABR) est un algorithme par lequel le client d’un lecteur vidéo décide des segments de débit à télécharger. Le résultat final est que les radiodiffuseurs sont en mesure d’offrir aux utilisateurs des flux multiples avec des débits binaires différents. Le lecteur vidéo détecte les fluctuations de la connexion internet et de la capacité de traitement de l’appareil de l’utilisateur afin d’augmenter ou de réduire automatiquement le débit du flux en temps réel. La diffusion en continu à débit adaptatif permet d’offrir à vos téléspectateurs la meilleure expérience vidéo possible.

En revanche,
streaming multi-bitrate (MBR)
comporte plusieurs options de flux, mais une fois que le lecteur vidéo a choisi un débit, il ne s’adapte pas en fonction des conditions du réseau. Une chute soudaine de la bande passante peut entraîner une mise en mémoire tampon, de sorte que la diffusion en continu du MBR sans lecture adaptative n’est pas idéale pour la plupart des situations de diffusion en continu. La diffusion en continu à plusieurs débits permet d’offrir aux téléspectateurs une meilleure expérience visuelle, mais pas une expérience parfaite.

La lecture adaptative est donc un moyen pour les lecteurs vidéo d’adapter dynamiquement la qualité d’un flux aux conditions du réseau, à la bande passante disponible et aux performances de l’appareil. Si vous souhaitez offrir aux téléspectateurs la meilleure expérience possible, vous devez utiliser la diffusion en continu ABR.

Comment fonctionne le streaming ABR ?

Le streaming ABR est essentiel pour optimiser la lecture vidéo, mais comment les radiodiffuseurs s’y prennent-ils pour le faire fonctionner ?

1. Préparation de la vidéo

Tout d’abord, le contenu vidéo doit être préparé pour la diffusion ABR en direct. Un encodeur doit coder la vidéo en plusieurs débits binaires en fonction du profil de diffusion cible. La plupart des Les plateformes de vidéo en ligne sont capables de transcoder des vidéos en plusieurs formats à partir d’un seul fichier source.

Chacun de ces fichiers vidéo encodés doit être segmenté en parties de plusieurs secondes. La taille de ces séquences vidéo varie en fonction de la mise en œuvre, mais elles durent généralement entre 2 et 10 secondes chacune. Cette approche fonctionne bien avec les protocoles de diffusion en continu basés sur HTTP qui téléchargent progressivement le contenu vidéo.

2. Démarrage initial

Avant qu’un lecteur vidéo puisse commencer la lecture, il télécharge un fichier manifeste qui décrit les blocs vidéo et les débits binaires disponibles. Ce fichier manifeste – la liste de lecture .m3u8 pour HLS et la description de présentation média (MPD) pour DASH – contient les informations qui constituent un profil de diffusion en continu, que nous aborderons plus loin.

Le lecteur vidéo peut simplement utiliser le manifeste comme guide pour demander les ressources vidéo les mieux adaptées à l’appareil et à la connexion de l’utilisateur. Ensuite, il commence la lecture dès qu’il y a suffisamment de contenu multimédia disponible dans la mémoire tampon locale.

L’avantage de la diffusion vidéo en continu sur HTTP est que le contenu peut être stocké et diffusé à partir d’un serveur web ordinaire. Cela signifie que l’ABR fonctionne bien avec réseaux de diffusion de contenu (CDN) pour réduire davantage la latence, diminuer la perte de paquets et augmenter la vitesse de diffusion.

La diffusion en continu à débit adaptatif, associée à un réseau CDN mondial, peut vous permettre d’atteindre efficacement les téléspectateurs du monde entier.

3. Lecture dynamique

Les lecteurs vidéo commencent généralement la diffusion au débit le plus bas et demandent des morceaux de vidéo de qualité supérieure ou inférieure en fonction de l’évolution des conditions du réseau. Chaque acteur dispose de son propre algorithme ABR pour décider des débits binaires à télécharger ensuite.

Les lecteurs vidéo utilisent deux types d’algorithmes de sélection : le débit et la mémoire tampon. Les algorithmes basés sur le débit mesurent la vitesse de téléchargement des morceaux de vidéo précédents pour déterminer le débit à choisir ensuite. Le problème est qu’une estimation du débit peut ne pas correspondre au débit binaire de l’encodeur pendant les flux en direct.

Les algorithmes basés sur la mémoire tampon tentent de contrôler l’occupation de la mémoire tampon afin de s’assurer qu’il y a toujours suffisamment de vidéo prête à être lue. Si la mémoire tampon locale est à court de média, le débit suivant sera plus faible afin de maintenir l’avance de la lecture. Le problème est de savoir jusqu’où réduire le débit pour remplir la mémoire tampon sans trop dégrader la qualité.

Certains lecteurs adaptatifs proposent même un hybride des deux. Par exemple, THEOplayer évalue continuellement sa vitesse de téléchargement et peut changer de débit en cours de téléchargement pour maintenir une occupation élevée de la mémoire tampon. Dans les années à venir, des algorithmes plus avancés utilisant l’apprentissage automatique pourraient également gagner du terrain. Ces machines permettent de porter la lecture adaptative à un niveau supérieur.

Profils de diffusion en continu à débit adaptatif

Un profil de diffusion est l’ensemble des variations que vous souhaitez rendre disponibles pour une vidéo donnée. Cela signifie qu’il faut créer une échelle comprenant différents débits binaires, résolutions, codecs, etc.

La plupart des profils ABR sont des échelles universelles destinées à optimiser tous les fichiers vidéo pour n’importe quel appareil de diffusion en continu et n’importe quelle condition de réseau. Apple a même proposé un de codage à débit fixe (voir ci-dessous), que Netflix a ensuite affiné pour maximiser la qualité de la vidéo à chaque échelon. r (voir ci-dessous), que Netflix a ensuite affiné pour maximiser la qualité vidéo à chaque échelon particulier.

Une autre stratégie de profil de diffusion en continu gagne en popularité : l’encodage contextuel (CAE), qui prend en compte les appareils de l’utilisateur lors de l’encodage. Chaque élément de contenu est encodé pour des types d’appareils spécifiques – des smartphones aux téléviseurs intelligents – afin de construire une échelle de débit personnalisée. Les radiodiffuseurs peuvent ainsi offrir une meilleure qualité d’expérience tout en réduisant les besoins en bande passante.

En fin de compte, il n’y a pas un seul profil de diffusion en continu qui réponde aux besoins de tous les radiodiffuseurs. C’est pourquoi nous présentons dans la section suivante des lignes directrices générales concernant les protocoles et les débits binaires à inclure dans la plupart des profils de diffusion en continu.

Comment faire de l’Adaptive Bitrate Streaming

Les radiodiffuseurs qui souhaitent proposer la diffusion en continu à débit adaptatif doivent prendre un certain nombre de décisions concernant les protocoles de diffusion en continu, les débits binaires et les lecteurs vidéo. Voici les décisions que vous devez prendre pour offrir à vos téléspectateurs une diffusion en continu adaptative.

Quel protocole de diffusion en continu dois-je utiliser ?

Un protocole de diffusion en continu est une méthode de diffusion audio ou vidéo sur l’internet. Choisir les protocole de streaming vidéo L’utilisation d’un protocole de streaming vidéo dépend de vos objectifs, car certains protocoles peuvent gérer le streaming ABR, tandis que d’autres sont plus adaptés aux flux à faible latence. flux à faible latence.

Il s’agissait autrefois du protocole de diffusion en continu le plus courant,
le protocole de messagerie en temps réel (RTMP)
a été largement abandonné en tant que méthode de livraison aux utilisateurs finaux. Bien que le protocole puisse être transmis en continu à Flash Player, la plupart des navigateurs ont adopté par défaut les lecteurs vidéo HTML5. Cela dit, RTMP peut toujours être utilisé pour transmettre de la vidéo pour un encodeur vers un OVP, mais ce n’est pas la solution idéale pour la diffusion ABR.

Diffusion en continu adaptative et dynamique sur HTTP (DASH) est un protocole plus récent qui commence à gagner du terrain. Également connu sous le nom de MPEG-DASH, il s’agit d’un codec agnostique conçu pour fonctionner dans tous les navigateurs modernes. Bien que le protocole ne soit pas pris en charge de manière native par le streaming HTML5, de nombreux lecteurs prennent en charge MPEG-DASH à l’aide de JavaScript et de Media Source Extensions (MSE).

Le protocole préféré des lecteurs vidéo HTML5 est
HTTP live streaming (HLS)
. Cette étape est cruciale, car c’est le lecteur vidéo qui, en fin de compte, contrôle la diffusion en direct d’ABR. En ce qui concerne les codecs, HLS prend en charge H.264 et a récemment ajouté la prise en charge de H.265 / HEVC. Le protocole utilise par défaut des segments vidéo de 10 secondes. certains lecteurs vidéo permettent des segments plus petits pour réduire la latence.

Quel est le débit binaire à utiliser pour la diffusion en continu ?

Les meilleurs débits à choisir dépendent de votre public cible, mais il est généralement judicieux de proposer plusieurs débits à différents niveaux de qualité.

Voici quelques paramètres courants de débit binaire :

• Vidéo 360p : 400 Kbps – 1000 Kbps
• Vidéo 480p : 500 Kbps – 2 Mbps (1 Mbps = 1000 Kbps)
• Vidéo 720p : 1,5 – 4 Mbps
• Vidéo 1080p : 3 – 6 Mbps

Chez Dacast, nous recommandons de fournir un débit inférieur à 1000 Kbps pour que tous les utilisateurs puissent regarder vos vidéos. Des débits binaires supérieurs amélioreront l’expérience de visualisation pour les utilisateurs disposant de l’appareil et de la bande passante nécessaires. Pour la diffusion en continu à débit adaptatif HLS, Voici nos suggestions pour la configuration de l’encodeur.

Qu’est-ce que l’Adaptive Streaming en JavaScript ?

Comme nous l’avons mentionné précédemment, le lecteur vidéo est essentiel pour permettre la diffusion en direct ABR. Les lecteurs HTML5, y comprisVideo.js et d’autres lecteurs vidéo lecteurs vidéo JavaScript-ont la capacité de diffuser des flux ABR dès leur sortie de l’emballage. Cela signifie qu’il s’agit de lecteurs vidéo adaptatifs.

En plus d’utiliser un algorithme ABR pour choisir le débit du flux vidéo à utiliser, les lecteurs vidéo d’adaptation sélectionnent également un fichier vidéo qui s’adapte à l’écran de l’appareil. L’utilisateur est ainsi assuré de toujours voir une vidéo de bonne qualité.

Pour les diffuseurs, les lecteurs vidéo JavaScript et HTML5 qui prennent en charge l’ABR sont inestimables. Ces lecteurs offrent non seulement une meilleure expérience utilisateur, mais ils sont également intégrés aux navigateurs web et universellement accessibles sur presque tous les appareils. Cela signifie que la diffusion en continu adaptative à l’aide de JavaScript permet aux marques d’atteindre un plus grand nombre de spectateurs.

Les avantages de la lecture adaptative

Le principal avantage de la diffusion en continu à débit adaptatif est l’amélioration de la qualité de l’expérience. qualité de l’expérience. Les diffuseurs peuvent offrir à leurs téléspectateurs la meilleure qualité vidéo possible, sans risquer de subir une mise en mémoire tampon ou d’autres interruptions de l’expérience.

Outre des flux plus fluides, ABR offre un démarrage plus rapide. Comme les flux ABR commencent généralement par un flux à faible débit jusqu’à ce que l’algorithme de sélection estime la capacité de la bande passante ou l’occupation de la mémoire tampon, la vidéo peut commencer à être lue immédiatement. Cela signifie que les marques n’ont pas à s’inquiéter de perdre des spectateurs en raison de la lenteur des temps de chargement.

La diffusion en continu à débit adaptatif ABR améliore également l’expérience de visionnage sur les smartphones et les tablettes. Dans le passé, les limitations des plans de données et la faible puissance de traitement des appareils faisaient de la diffusion vidéo en continu un défi pour les radiodiffuseurs. L’ABR garantit aux utilisateurs mobiles la possibilité de regarder des flux vidéo sans mise en mémoire tampon malgré ces limitations potentielles.

Comme les flux ABR utilisent le protocole HTTP pour la diffusion, ils fonctionnent avec la plupart des serveurs web et des CDN. Cela signifie qu’il est moins coûteux de mettre en place des serveurs spécialisés ou de maintenir des connexions permanentes ouvertes. L’utilisation de la diffusion en continu ABR peut donc être un moyen rentable d’évoluer tout en conservant une expérience de diffusion en continu de haute qualité.

Lorsqu’un utilisateur a une mauvaise expérience de la diffusion en continu, il est plus susceptible d’avoir une opinion négative de votre marque, même si vous n’êtes pas directement responsable de la mauvaise qualité de l’expérience vidéo. Cela limite les possibilités de publicité et de monétisation en bas de la ligne. C’est pourquoi la RBA est cruciale pour les radiodiffuseurs d’aujourd’hui. La diffusion en continu ABR vous permet de mieux contrôler l’expérience de l’utilisateur final.

Conclusion

Les diffuseurs doivent donner la priorité à l’expérience utilisateur, et la diffusion en direct ABR est un moyen sûr pour les utilisateurs de voir un flux de la plus haute qualité possible sur presque tous les appareils. Le streaming ABR a créé de nouvelles attentes chez les utilisateurs nécessitent une technologie de diffusion en continu adaptée pour y répondre.

En tant que plateforme complète de streaming over-the-top (OTT), Dacast facilite la diffusion de flux ABR grâce à ses capacités d’encodage flexibles et à son lecteur vidéo adaptatif HTML5. C’est pourquoi la plateforme de streaming a été nommée meilleure plateforme pour les petites/moyennes entreprises dans le cadre des Streaming Media Readers’ Choice Awards 2019. Dacast a également été classée parmi les entreprises les plus importantes dans le domaine de la technologie vidéo en ligne en 2021.

Si vous êtes un diffuseur et que vous cherchez à optimiser vos flux vidéo pour les utilisateurs finaux, pensez à notre essai sans risque de 14 jours de Dacast.

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