Une approche simplifiée de problématiques d'encodage video pour la diffusion web

2. La compression vidéo
Une approche simplifiée des problématiques de la compression vidéo
pour le web
Samir AMZANI
Senior Web Developer
samir@wmaker.net

3. Qu’allons nous voir ?
• Pourquoi compresser une vidéo ?
• Les principes de la compression vidéo
• Les standards
• Les codecs
• Les conteneurs
• Les encodeurs
• Paramètres d’encodage

4. Video ?
• Origine «je vois» [latin]
• Succession d’images
• 25 fps, 30fps...
• illusion de mouvement
• En général :
• Enregistrement d’images animées (son?)
• Restitution sur un support électronique

5. Pourquoi compresser ?
• CPU bande passante
C’est trop cher!!!

6. Pourquoi compresser ?
• les CPU augmentent plus vite que la bande
passante
Texte Lois de moore
Qualité

7. Pourquoi compresser ?
• La bande passante est chère
• 1H de vidéo non compressée : 263Go
• 1024x768=786 432 pixels
• Un pixel (sur un écran true color 32Bits) -> 4 Octet
• Une image -> 786 432 x 4 = 3Mo
• 1sec de vidéo -> 25 images -> 75Mo/sec

8. Pourquoi compresser ?
• L’espace et le débit c’est cher :
• L’offre la moins cher chez OVH (bande passante)
• chez OVH 200Mbps
• 3 lecture simultané d’une vidéo avec [biterate 75Mo/s] -> Explose la bande passante
• On a donc intérêt à compresser les vidéos

9. Principes de la compression

10. Principes de la compression

11. Principes de la compression
• Sans Perte (Lossless)
• Elimine la redondance des données
• Compactage (Winzip...)
• Gain 10 à 30%
• Utilisé par le déruchage (audiovisuel)

12. Principes de la compression
• Avec Perte
• On perd la qualité
• On peut économiser jusqu'à 90%
• L’astuce => on triche avec l’oeil et l’oreille

13. Compression avec perte
« Ne jamais transmettre une donnée déja transmise »
• redondance spaciale
• redondance temporelle

14. Compression avec perte
• Redondance spatial
• Compression des images
• On utilise le JPEG
• Il doit pas être trop élevé

15. Compression avec perte
• Redondance temporelle
• On encode que les différences
• On perd des détails
• Produit trois types d’images compressés
• I-frame GOP : Group of Pictrure
• P-frame 12 à 15 images (MPEG1)
• B-frame

16. Compression avec perte
Redondance temporelle

17. Compression avec perte
Redondance temporelle
I - Frame
- Image intracodé : Codé en JPEG
- Il ne dépend pas d’une autre image
- «Image clé» -> KeyFrame

18. Compression avec perte
Redondance temporelle
P - Frame
- Image prédictive
- Contient que les pixels modifiés
- On encode que les différences
- 1/3 taille par rapport a I-Frame

19. Compression avec perte
Redondance temporelle
B - Frame
- Image Bi-directionnelles
- C’est une image prédite à partir de I et P
I(i) + P(i++) = B
- 1/6 taille I-Frame

20. Les standards de compression
MPEG : ITU :
Définit les Développe
standards les codecs

21. Quelques standards de compression
• JPEG et MP-JPEG
• Que des images pleins
• Extraire les images des vidéos
• MPEG-1
• Pour faire mieux que le VHS (VCD) : 1.15M/s
• MPEG-2
• Premier standard pour la diffusion
• DVD, TV, TVHD, TNT (sauf en france), Satellite...
• 3 à 50 M/s, et en HD jusqu’a 300M/s
• MPEG-3
• MP3
• MPEG-4
• C’est beaucoup mieux
• MPEG-4 ASP Génération (Divx, H264, VP6

22. Les codecs
• CODEUR - DECODEUR
• Basé sur un standard
• Embarque l’intelligence de l’encodage
• Il y’on a trop...en plus ils dépendent des
conteneurs

23. Les codecs
Pour la diffusion web
Standards Codecs
Le grand père de tous les codecs
H.261
1990
Le père de tous les codecs FLV 3GP
H.263 moderns
1993-1996
H.263v2 MPEG4 - ASP H264 Divx
H263.v3 Meilleur compression
1998+ VP6 VP7

24. Les conteneurs
MetaData
keyframes:
time(0,23,35....)
filepoisitions (228, 23243, 435555...)
Conteneur
(.mp4, .mov, .flv...)

25. Les conteneurs
pour la diffusion web
H264
Diffusion : player flash (v6+)
FLV (Flash video)
H263
VP6 (ON2)
H264
Diffusion : player flash (v9+)
MP4
Navigateurs HTML5
(chrome, safari)
Theora
Open source
OGG
Navigateurs HTML5
(Firefox)

26. Les encodeurs
• Solution matériel
• Certains cartes d'acquisition
• Serveur Hardware
• Solution logicielle serveur
• FFmpeg (OpenSource)
• On2 Flix Engine (Payant)
• Solution logicielle post-production
• Final Cut compressor (H264 meilleur!)
• Adobe Media encoder
• Handbrake (Win&Mac) (x264)
• Super (Windows)

27. Paramètres d’encodage
• Biterate :
• Taille d’une seconde de vidéo
• Améliore la qualité
• Exemple : pour la HD web : 3000kbps /
5000kbps
• ! Biterate d’encodage < Biterate source
• Taille finale = Durée × bitrate

28. Paramètres d’encodage
• FrameRate
• Combien de frame (images) par seconde
• Le mieux c’est de laisser le même que la
vidéo source
• PAL, SECAM : 25fps
• NTSC : 30fps

29. Paramètres d’encodage
• Résolutions
• en pixel
• HD : 1920 x 1080 (1080 p) ou 1280 x 720 (720p)
• Il faut garder le format de la vidéo
• 16:9 -> On garde 16:9, idem 4:3

30. Paramètres d’encodage
A ne pas faire
Attention au format!
16/9 => 3/4

31. Paramètres d’encodage
Format
16/9
4/3

32. Paramètres d’encodage
Résumé
• Codec : H264
• Biterate : 3000kbps/5000kbps
• FrameRate (25 ou 30)
• Format : 16/9 (10% par rapport au 4/3)
• Résolution : HD (720p)
• Si vous avez le temps : encodez en 2 pass

33. Questions ?