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Codage I DécodageConversion I Conclusion

Codec vient de COmpression/DECompression ou COder/DECoder.

La multiplicité des appareils pouvant lire un fichier audio/vidéo implique souvent une conversion. Or, pour utiliser à bon escient une conversion (compression ou décompression) et limiter la dégradation qui en résulte,  il est fondamental d’en comprendre le fonctionnement.

Comment cela fonctionne ?

apply f2 Codage :

● 2 types de compression : avec perte de données et sans perte. En vidéo, la compression est généralement (95%) avec perte de données. La plupart des codecs utilisent les techniques de compression spatiale* et/ou temporelle*. Les données sont quantifiées en maintenant l’équilibre qualité de la vidéo : valeur de la chrominance et de la luminance, compensation de mouvement, correction des artefacts, structuration de l’image, résistance aux erreurs ….  Les données quantifiées subissent une nouvelle transformation (codage entropique). Deux méthodes de compression : intra-image et compression en "Long GOP"

*compression spatiale (intra-image) :  

La compression vidéo s'effectue image par image sur la base de l'ensemble des données. L'image est divisée en zones (blocks), qui sont en général de 8 pixels sur 8 pixels. Pour cette raison, le fichier vidéo sera volumineux. Formats utilisant la compression intra-image : DV-AVI, Mjpeg, AVC-intra, DVCPROHD.

*compression temporelle (inter-image) :

La compression "Long GOP" s'effectue par GOP (Group of Pictures) lesquels sont composés d'1 image clé (I) , d'images prédictives (P) et d'images bidirectionnelles (B). L'ensemble des données de l'image I est compressé (compression spatiale) et sert de référence aux images suivantes du groupe. Pour les images B et P, seuls les blocks qui changent par rapport à l'image  I de référence sont codés (compression temporelle). La longueur d'un GOP varie selon la technologie utilisée : MPEG2 (en général 12 images pour du 25 i/s), MPEG4 (peut dépasser 40 images). Exemple d'un GOP : IBBPBBPBBPBB.

● L'efficacité de la compression varie selon le processus d'encodage (en fonction du codeur entropique : arithmétique (CABAC), adaptatif (CAVLC), longueur variable (VLC), du Profil (Baseline, Main, Extended, High, High 10, High 4:2:2, High 4:4:4), et d'autres caractéristiques (modes d'entrelacement, etc.).

● Le MPEG-4 AVC/H264 est un format qui adopte un fort taux de compression. Son système de codage a l'avantage de maintenir une qualité image, et d'offrir des performances intéressantes notamment pour la diffusion. En revanche, le montage nécessite d'importantes ressources de calcul et manque de flexibilité (Il reste dans les limites du GOP).

● Avec la sortie du 4K, de nouveaux codecs ont fait leur apparition :
→ SONY : XAVC et XAVC-S (Mpeg4/AVC 4.2.0, 4.2.2 et 4.4.4 niveau 5.2)
→ CANON : XF-AVC (Mpeg4/AVC 4.2.2 avec débit > 400 Mbps)
→ Le format HEVC/H265 (High Efficiency Video Coding) est un codage vidéo de haute performance dont le taux de compression est très supérieur à celui du H264 (en moyenne 40%) dont l'avantage est de réduire environ de 50% la taille d'un fichier vidéo (avantage énorme pour filmer en 4K). Plus efficace que le H264, le HEVC/H265 demande en contrepartie des ressources plus importantes et un temps d'encodage plus long. Son exploitation s'annonce bénéfique mais implique, pour gérer cette nouvelle technologie, un renouvellement des équipements.

  apply f2 Décodage

Le décodage  ou décompression est en quelle sorte le processus inverse du codage, c'est-à-dire l'inversion des étapes. Or le stade de quantification ne peut pas être exactement inversé, il ne restituera pas les pertes de données subies lors de la compression. De fait, la quantification est non réversible. Le processus se traduit donc par une perte de qualité de l’image plus ou moins visible (sauts d’images, artefacts, altération de la luminance et/ou chrominance …).

apply f2 Conversion :

● La conversion d'un format audio/vidéo consiste à changer de format ou modifier celui-ci. Il s'agit donc de décoder pour faire un nouvel encodage (transcodage).

● D'un codec à l'autre, les algorithmes peuvent être similaires ou très différents, d'où une compatibilité plus ou moins fiable. Afin de limiter le risque de perte de qualité de l'image, le choix du codec est primordial. Les performances du convertisseur jouent également un rôle essentiel.

● Lors d'une conversion, la qualité du transcodage sera liée aux qualités physiques du fichier source (stabilité de l'image, éclairage, effets appliqués en post-production), à divers facteurs (nombre et intensité des mouvements, taille du fichier, bande passante, cadence, longueur des GOP, taille et nombre des pixels de la vidéo) et aux réglages des paramètres à appliquer pour maintenir l'équilibre dans les nouvelles données.

● Plus le clip comporte de mouvements, plus il y a d'informations à compresser. Par exemple un paysage filmé en position fixe donnera un faible taux de pixels qui changent d'une image à l'autre. En revanche, la même scène filmée avec un mouvement de caméra (panoramique, zoom) se traduira par un pourcentage élevé de pixels qui changent. Le débit requis pour garantir la fluidité de lecture doit prendre en compte ces facteurs. L'efficacité de la compression dépend du mode de compression et du processus d'encodage. 

● De fait, chaque situation est un cas spécifique.

 Si l'on a bien compris que la qualité d'un encodage repose sur plusieurs critères, il est alors facile d'admettre qu'un transcodage dans un autre format augmente les risques de pertes de qualité.

alt Le transcodage doit tenir compte de la finalité et des évolutions futures (apparition de nouveaux codecs). Pour un archivage, un transcodage non destructif permet de pouvoir effectuer plus tard un nouveau transcodage avec les codecs du moment. Une vidéo issue d'Internet est une vidéo qui a déjà subi un transcodage, vouloir en faire un nouveau se traduira par un résultat médiocre : à éviter.

Après plusieurs générations du format DV-AVI, il peut se produire une désynchronisation audio/vidéo

Après plusieurs générations d'un format dont le codec est avec perte de données, par exemple Mpeg2, il y a perte de qualité de l'image.

CONCLUSION :

Si techniquement compression et décompression sont réalisables, la décompression sans matériel de qualité et entreprise par un vidéaste inexpérimenté est une gageure : perte significative en qualité de l’image (par exemple Mpeg4 AVC > Mpeg2 SD).

Pour économiser l'espace sur le disque dur, certains n'hésitent pas à archiver leurs fichiers audio/vidéo après une compression dégradante. La meilleure précaution est de sauvegarger les fichiers vidéo dans leur format d'origine. Il est préférable d'accorder la priorité à la qualité image, pour cela,  prévoir des supports de capacité suffisante (DD externe par exemple).

Codecs manquants :

Une vidéo réalisée avec un codec spécifique, sur un ordinateur (ou avec caméscope, APN) peut ne pas pouvoir être lue sur un autre ordinateur qui ne possède pas ce codec.

Lorsqu'un logiciel de montage ne gère pas le codec spécifique ou propriétaire utilisé dans des fichiers vidéo, il faut alors transcoder ces fichiers vidéo.

Pour importer un format propriétaire (MOD, TOD) : lire la suite

Téléchargements : DivX codecs, K-lite codec, Xvid codec

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