Qu’est-ce qu’un codec vidéo ? Tout ce qu’il faut savoir

Pendant la pandémie de 2020, alors que la majeure partie du monde s’est enfermée, les services de diffusion en continu ont enregistré un nombre record de nouveaux abonnés et d’heures de visionnage. Selon les études de Nielsen, la diffusion en continu a augmenté de près de 100 %.

L’essor de la diffusion en continu a contraint toutes les grandes plateformes de diffusion en continu à accepter de limiter leur contenu vidéo à 480p afin de préserver la bande passante de l’internet pour d’autres services essentiels. La dégradation de la qualité était perceptible pour ceux d’entre nous qui possèdent des téléviseurs 4K et des moniteurs 1080p.

Pourquoi la différence de qualité est-elle plus marquée sur certains appareils que sur d’autres ? Tout est lié à la manière dont notre cerveau traite les images et aux différentes manières dont les codecs vidéo encodent les informations. Mais qu’est-ce qu’un codec vidéo? Comment cela fonctionne-t-il ? Pourquoi le savoir ?

Nous répondons à toutes ces questions – et à bien d’autres – dans l’article ci-dessous.

Table des matières

• Qu’est-ce qu’un codec vidéo ?
• Pourquoi un codec vidéo est-il important ?
• Comment fonctionnent les codecs vidéo ?
• Qu’est-ce que le codage et le décodage vidéo ?
• Codecs vidéo couramment utilisés
• Codecs vidéo et conteneurs vidéo
• RAW non compressé vs. Raw compressé
• Codecs vidéo professionnels ou grand public
• Quel est le meilleur codec vidéo pour la diffusion en continu ?
• L’anatomie du transcodage vidéo
• Le cycle de vie d’une vidéo
• Conclusion

Qu’est-ce qu’un codec vidéo ?

Commençons par la question la plus évidente : que sont les codecs vidéo ? Un codec est un dispositif ou un programme informatique qui peut compresser ou décompresser des flux et des signaux de données numériques. Dans le cas de la vidéo, les codecs sont utilisés pour encoder et décoder les fichiers vidéo.

Qu’est-ce qu’un codec vidéo ? Que signifie cette phrase ? Le terme “codec vidéo” peut désigner soit le dispositif matériel, soit le programme logiciel. Les deux types de codecs les plus courants sont les codecs avec et sans perte.

Les codecs sans perte ne perdent aucune information au cours du processus de compression, tandis que les codecs avec perte utilisent des techniques de réduction des données qui sacrifient certaines informations pour atteindre un taux de compression plus élevé. Les codecs avec perte sont divisés en deux catégories : les codecs intra-trame et les codecs inter-trame.

Les codecs intra-image ne compressent que les informations contenues dans chaque image. En revanche, les codecs inter-images tirent parti du fait que les images successives d’une vidéo sont souvent similaires pour compresser davantage les données.

Les utilisateurs d’iPhone et de Mac ne pouvaient pas diffuser de vidéos YouTube en 4K jusqu’à ce qu’Apple ajoute un décodeur VP9 à ses plateformes. Jusqu’à la sortie d’iOS 14, Apple et Google se sont affrontés au sujet des codecs. Cette querelle a coûté à des millions et des millions d’utilisateurs de nombreuses heures de leur vie, car ils ont regardé des vidéos de moins bonne qualité à cause de la guerre des codecs.

Pourquoi un codec vidéo est-il important ?

Chaque fois que vous regardez votre série préférée sur Netflix, que vous passez un appel Facetime ou que vous partagez une vidéo sur votre Instagram Story, vous diffusez de la vidéo en continu. Et la vidéo en continu utilise beaucoup de données.

Le flux HD moyen de Netflix nécessite 3 à 5 Mbps, tandis qu’un flux UHD 4K peut absorber 25 Mbps ou plus. C’est pourquoi les codecs sont si importants. Sans les codecs, la bande passante de l’internet serait rapidement épuisée et nous serions obligés de regarder des vidéos de mauvaise qualité.

Les codecs vidéo permettent de diffuser plus de 1,3 milliard de minutes de The Mandalorian en 4K en moins d’un mois. Toutes les plateformes, de Disney Plus à Telegram, utilisent plusieurs codecs pour s’assurer que leurs vidéos peuvent être compressées et diffusées en continu sans monopoliser toute la bande passante.

Comment fonctionnent les codecs vidéo ?

Les codecs vidéo utilisent diverses techniques pour compresser les données vidéo. La méthode la plus courante consiste à tirer parti du fait que les images successives d’une vidéo sont souvent similaires.

D’autres méthodes consistent à réduire la résolution de la vidéo, à utiliser le codage prédictif pour coder uniquement la différence entre les images et à utiliser le codage par transformation pour représenter les données vidéo de manière plus efficace.

Un fichier vidéo brut est souvent volumineux et peut occuper beaucoup d’espace sur votre disque dur. Les codecs sont importants car ils permettent de compresser le fichier vidéo sans perte de qualité.

La durée moyenne d’une vidéo YouTube est d’environ 11,7 minutes et le débit moyen est de 3,5 Mbps. Si vous prenez un fichier vidéo classique et que vous le comprimez à l’aide du codec H.264, vous pouvez réduire la taille du fichier d’environ 70 %.

Qu’est-ce que le codage et le décodage vidéo ?

L’encodage vidéo consiste à convertir un fichier vidéo dans un format qui peut être diffusé en continu sur l’internet. Le fichier encodé est plus petit et occupe moins d’espace sur votre disque dur.

Le décodage vidéo est le processus de conversion d’un fichier vidéo codé dans sa forme originale. C’est ce qui se passe lorsque vous appuyez sur la touche “play” d’une vidéo YouTube ou Netflix.

Votre ordinateur ou votre appareil mobile décode la vidéo pour que vous puissiez la regarder. Le processus de décodage est essentiel car il vous permet de regarder des vidéos sans utiliser toute votre bande passante Internet.

Codecs vidéo couramment utilisés

Il existe aujourd’hui des dizaines de codecs vidéo, mais certains sont plus courants que d’autres. Examinons quelques-uns des codecs les plus courants utilisés aujourd’hui :

MPEG-4

Développé par le Moving Picture Experts Group (MPEG), le MPEG-4 est un codec vidéo populaire qui offre des taux de compression élevés tout en maintenant une bonne qualité d’image. Il est utilisé dans diverses applications, notamment la vidéo en continu, la vidéoconférence et l’édition.

Pour :

• Le MPEG-4 offre des taux de compression très élevés.
• Il peut être utilisé pour la compression avec ou sans perte.
• Le codec est largement utilisé et pris en charge par de nombreux appareils et applications logicielles.

Cons :

• Il peut s’agir d’un calcul intensif, ce qui pose des problèmes de codage/décodage en temps réel.

H.264/AVC

Qu’est-ce que le codec vidéo ouvert H.264? Également développé par le groupe MPEG, H.264 est un codec plus récent qui offre des taux de compression encore plus élevés que MPEG-4 tout en conservant une bonne qualité d’image. La diffusion vidéo en continu, les conférences et l’édition sont quelques-unes des utilisations les plus courantes de la norme H.264.

Pour :

• Une décennie de développement a permis de résoudre la plupart des problèmes.
• Il est idéal pour la diffusion en continu et dispose d’une large base d’utilisateurs.
• Les paiements de redevances sont une quantité connue.

Cons :

• Un peu dépassé.
• Ne convient pas aux contenus 4K.

H.265/HEVC

Le codec le plus récent de cette liste, HEVC, a été développé pour succéder à H.264. Il offre des taux de compression encore plus élevés que le H.264, ce qui le rend idéal pour la diffusion de vidéos 4K et d’autres applications gourmandes en données.

Pour :

• Idéal pour les contenus de qualité supérieure.
• Le codec vidéo le plus efficace disponible aujourd’hui.

Cons :

• Elle n’a pas encore été largement adoptée.
• Le contenu 8K n’est pas très populaire.
• Système d’autorisation complexe.

VP8 – VP9

Développés par Google, VP8 et VP9 sont des codecs vidéo conçus pour être utilisés dans les navigateurs web. Les codecs vidéo VP8 et VP9 sont intégrés à la norme HTML5, ce qui les rend largement compatibles avec les navigateurs web et les appareils.

Pour :

• Open source, idéal pour les programmeurs.
• Possibilité de diffuser en 4K.
• Compatible avec plusieurs appareils.

Cons :

• Non pris en charge sur les appareils Apple.

AV1

Le codec vidéo le plus récent de cette liste est AV1, développé par l’Alliance for Open Media. AV1 est libre de droits et open-source, ce qui en fait une option plus attrayante pour de nombreuses applications.

Pour :

• Source ouverte.
• 30% plus efficace que H.265/HEVC.

Cons :

• Il n’est pas encore largement adopté car il est nouveau.

Codecs vidéo et conteneurs vidéo

Il est important de comprendre la différence entre les codecs vidéo et les conteneurs vidéo :

• Un conteneur vidéo est un format de fichier qui peut contenir un ou plusieurs flux audio et/ou vidéo et d’autres données, telles que des sous-titres ou des métadonnées. Les conteneurs vidéo les plus courants sont MP4, AVI et MKV.
• Un codec vidéo est un algorithme qui code et/ou décode des données vidéo. Les codecs sont utilisés pour compresser et décompresser les données vidéo. Un codec peut être stocké dans un conteneur ou dans son propre format de fichier. Les codecs les plus courants sont H.264, MPEG-4 et VP8.

Un conteneur peut contenir plusieurs codecs et un codec peut être utilisé dans plusieurs conteneurs.

RAW non compressé vs. Raw compressé

Une vidéo brute non compressée peut être comprimée à l’aide de l’un des codecs vidéo avant d’être transmise à un réseau ou à une plateforme d’hébergement vidéo pour être mise à la disposition des consommateurs. Les vidéos non compressées sont parfaites pour les cinéastes. Ils leur permettent de stocker des vidéos de haute qualité et de les éditer sans perte de qualité.

La vidéo brute compressée est une vidéo numérique qui a été compressée à l’aide d’un codec vidéo. Le processus de compression réduit la quantité de données à stocker, ce qui facilite la transmission et la lecture de la vidéo.

Les premières saisons de Peaky Blinders, la série à succès de la BBC, ont été tournées avec une caméra ARRI au format ARRIRAW. Contrairement à VP9 ou ProRes Raw, ARRIRAW n’est pas un codec vidéo. C’est un format qui permet d’obtenir des données non compressées et non compromises.

Vous pouvez le considérer comme la version numérique d’un négatif. Une fois que vous avez les données, vous pouvez les compresser de différentes manières pour les rendre plus faciles à gérer. La qualité de l’image sera la même quelle que soit la manière dont vous la compressez.

La vidéo brute compressée est devenue plus populaire ces dernières années, en raison de la baisse des coûts de stockage et de la bande passante. De nombreuses caméras professionnelles offrent des options de compression brute, notamment la Panasonic Varicam LT et la Canon C200.

Codecs vidéo professionnels ou grand public

Il existe deux principaux types de codecs vidéo: les codecs professionnels et les codecs grand public.

Codecs vidéo professionnels

Ces codecs vidéo sont conçus pour être utilisés dans des applications haut de gamme, telles que la télédiffusion et la réalisation de films. Ils offrent la meilleure qualité vidéo et les taux de compression les plus élevés possibles.

Les codecs vidéo professionnels les plus courants sont MPEG-2, H.265/HEVC et ProRes.

Codecs vidéo grand public

En revanche, un codec vidéo grand public est conçu pour des applications bas de gamme, telles que la vidéo en continu et la lecture de DVD. Ils offrent une bonne qualité vidéo et de bons taux de compression, mais ne sont pas aussi performants que les codecs professionnels.

Les codecs vidéo grand public les plus courants sont MPEG-4, H.264/AVC et VP8/9.

Quel est le meilleur codec vidéo pour la diffusion en continu ?

La réponse à cette question dépend de nombreux facteurs, notamment de votre budget, de la qualité de votre connexion internet et du type d’appareils que vous utilisez.

Si vous recherchez une solution de streaming vidéo compatible avec un large éventail d’appareils et peu gourmande en bande passante, H.264/AVC est une bonne option.

Quel est le meilleur codec vidéo en termes de qualité ? Si vous recherchez la meilleure qualité vidéo possible, H.265/HEVC est le codec que vous devez utiliser. En ce qui concerne la diffusion en continu à faible latence, VP9 est la meilleure option.

L’anatomie du transcodage vidéo

Qu’est-ce que le transcodage vidéo par codec ? Le transcodage vidéo est le processus de conversion d’une vidéo d’un codec à un autre. Le transcodage est souvent nécessaire pour convertir une vidéo d’un format à un autre ou pour modifier le débit, la résolution ou d’autres paramètres d’un fichier vidéo.

Le processus de transcodage se compose généralement de quatre étapes principales:

1. Décodage : La première étape consiste à décoder la vidéo de son codec actuel vers un codec intermédiaire. Cette étape est nécessaire car la plupart des logiciels de montage vidéo ne prennent en charge qu’une poignée de codecs.
2. Encodage : Une fois la vidéo décodée, elle peut être encodée dans le nouveau codec. La perte de qualité est pratiquement inévitable au cours de cette étape.
3. Ajustement de la qualité : Il est parfois nécessaire d’ajuster les paramètres de qualité de la vidéo avant de l’encoder dans le nouveau codec. Par exemple, vous devrez peut-être réduire le débit binaire ou la résolution si le codec cible ne prend pas en charge la vidéo de haute qualité.
4. Encodage : La vidéo est encodée dans le nouveau codec et enregistrée dans le format souhaité.

Le cycle de vie d’une vidéo

Comment un site web ou une application peut-il savoir quel codec vidéo utiliser pour offrir la meilleure expérience à ses utilisateurs ?

Il s’agit essentiellement d’un processus en trois étapes:

1. Détection de l’agent utilisateur : Chaque fois qu’un utilisateur demande la diffusion d’une vidéo, le serveur exécute un script qui recueille des métadonnées sur son appareil, son navigateur ou son application. Ces données sont ensuite utilisées pour identifier les codecs pris en charge par la configuration de l’utilisateur.
2. Identification du meilleur codec : Une fois que le serveur dispose d’une liste de tous les codecs que l’utilisateur peut gérer, il sélectionne le meilleur sur la base de plusieurs facteurs, notamment la qualité, le débit et la résolution.
3. Reproduction vidéo : Enfin, lorsque le serveur a sélectionné le meilleur codec, il commence à diffuser la vidéo à l’aide de ce codec. Si l’appareil ou le navigateur de l’utilisateur ne prend pas en charge ce codec, le serveur passe automatiquement à un autre codec que l’utilisateur peut prendre en charge.

Conclusion

Aujourd’hui, nous utilisons des appareils mobiles à des fins éducatives et ludiques. Plus de 50 % du trafic mobile mondial provient de YouTube et de Netflix. L’augmentation de la demande de contenu vidéo mobile s’accompagne d’un besoin de codecs vidéo efficaces qui fournissent une vidéo de bonne qualité sans trop de bande passante.

Connaître la réponse à la question “qu’est-ce qu’un codec vidéo” est essentiel pour les développeurs, les ingénieurs et tous ceux qui souhaitent mieux comprendre comment le contenu vidéo mobile est diffusé sur leurs appareils. Sans les codecs, nous ne pourrions pas profiter du large éventail de contenus vidéo disponibles aujourd’hui. Ainsi, la prochaine fois que vous visionnerez une vidéo sur votre téléphone, prenez le temps de réfléchir au codec utilisé pour vous transmettre ce contenu.

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