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Guide OTT sur les codecs, les formats de conteneur et le transcodage


Si le titre de cet article ne vous fait pas déjà mal à la tête, alors le reste le fera définitivement. Eh bien, je l'espère, je peux l'expliquer d'une manière qui a du sens pour la personne non technique. J'écris cet article sur les codecs vidéo / audio parce que je me suis trouvé confus en essayant de l'expliquer à un ami un jour.

Qu'est-ce qu'un codec exactement? Je sais que vous avez besoin d'eux pour jouer un film ici et là, mais qu'est-ce que c'est vraiment? Ce qui m'a vraiment troublé, ce sont tous les termes dont j'ai entendu parler, mais jamais vraiment compris: H.264, DivX, MP4, AVI, MPEG-2, AVCHD, AAC, OGG, MKV, etc., etc. Tous ces codecs? Après beaucoup de lecture et d'apprentissage, j'ai réalisé que le monde des codecs audio et vidéo et des formats de conteneurs est très confus. En fait, je ne connaissais même pas la différence entre un codec et un conteneur jusqu'à ce que je commence à faire des recherches.

Je ne vais pas entrer dans les détails, juste parce que le sujet commence à devenir très laconique très rapidement. Est-ce que vous vous souciez vraiment si 1 heure de vidéo non compressée RAW 1080p 60 images par seconde mange près de 500 Go d'espace de stockage? Probablement pas.

Qu'est-ce qu'un codec?

Alors, qu'est-ce qu'un codec et que fait-il exactement? Dans les termes les plus simples possibles, un codec est un codeur / décodeur ou, dans sa forme originale, un compresseur (co) - décompresseur (dec). C'est exactement ce que fait un codec: il prend un fichier numérique et le compresse (ou l'encode) pour le stockage et le décompresse (ou le décode) pour l'afficher ou le transcoder. Je vais vous dire ce que le transcodage est un peu plus tard, ne nous y trompons pas si tôt.

La chose importante à comprendre est qu'un codec est un peu comme une spécification de la façon dont le bitstream devrait ressembler. Qu'est-ce qu'un bitstream? Pour ne pas être très technique, c'est la façon dont la séquence d'octets devrait être arrangée pour ce codec particulier. Chaque codec dispose d'un ensemble spécifique de directives. Par exemple, il peut spécifier la largeur, la hauteur, le ratio d'aspect, etc. Consultez cette page, mais ne lisez pas trop ou votre tête va faire mal:

http://www.cs.cf.ac.uk/Dave/Multimedia/node262.html

Parce que c'est une spécification, il y a plusieurs façons de convertir les données dans ce format. Par conséquent, il peut y avoir plusieurs codeurs pour un codec. Je vais vous expliquer plus sur les encodeurs dans la section Codecs populaires ci-dessous.

Alors pourquoi avons-nous besoin de toute cette compression et décompression? Eh bien, comme je l'ai mentionné ci-dessus, un fichier 1080p RAW non compressé est presque un énorme 500Go pour une heure seulement. Vous auriez besoin de votre propre centre de données pour stocker toutes vos vidéos de famille si tout a été enregistré dans ce format. C'est là que les compressions entrent en jeu. Il existe différents types de compression, qui se traduisent par différents types de codecs. Alors, quels sont les codecs populaires?

Codecs populaires

H.264 (MPEG-4 partie 10 AVC) - Ceci est également connu sous le nom MPEG-4 partie 10, mais H.264 est ce que vous entendez couramment. Oui, il y a aussi plusieurs noms pour la même chose. H.264 est de loin le format le plus populaire pour l'encodage de vidéos. H.264 offre le meilleur de tous les mondes: des tailles de fichiers plus petites avec une qualité supérieure.

Encore, rappelez-vous, H.264 est juste le codec, vous ne trouverez aucun fichier avec des extensions .h264. C'est ce que sont les formats de conteneur, que je vais expliquer dans la section ci-dessous. Ce codec est utilisé partout, des smartphones aux caméscopes numériques en passant par les disques Blu-ray. Il est également utilisé pour diffuser de nombreuses vidéos web aujourd'hui, grâce à sa capacité à vous offrir une excellente qualité d'image avec un taux de compression élevé et un débit binaire faible, ce qui réduit la charge sur les serveurs de streaming.

Il est également très pris en charge et sera probablement le codec le plus populaire pour une longue période à venir. Il est pris en charge par Apple, YouTube, HTML 5 et même dans Adobe Flash.

Le seul inconvénient de H.264 est que ses algorithmes de compression sont si bons qu'il est beaucoup plus lent d'encoder une vidéo dans ce format. Vous en saurez plus à ce sujet lorsque nous parlerons de transcodage ci-dessous.

Comme je l'ai mentionné ci-dessus, il existe plusieurs codeurs pour un seul codec. Pour le codec H.264, l'un des codeurs les plus populaires est x264 de VideoLAN, les mêmes personnes qui créent VLC Media Player. x264 est gratuit et open-source, mais il existe également de nombreux encodeurs commerciaux H.264. Peu importe comment le flux vidéo est converti dans ce format, tout décodeur H.264 (comme VLC) sera en mesure d'afficher le fichier.

MPEG-2 - Vous avez toujours une grande collection de DVD? Tout est fait en utilisant le codec MPEG-2. C'est assez vieux, mais très commun. L'autre endroit où vous trouvez la compression MPEG-2 est lorsque vous regardez ces chaînes HD diffusées en direct. C'est toute la compression MPEG-2. Des choses intéressantes à savoir, non?

Puisque l'algorithme de compression utilisant MPEG-2 est largement inférieur à H.264, il a l'avantage d'être beaucoup plus rapide à encoder. Cependant, cela n'a jamais fonctionné pour le streaming web, car avec un débit binaire plus faible, la qualité s'envolerait rapidement et vous obtiendriez une vidéo pixélisée. C'est pourquoi ils ont créé MPEG-4 Part 2.

MPEG-4 Partie 2 - Vous vous souvenez probablement des jours où tout a parlé de DivX et de Xvid? Ce sont des encodeurs pour le format MPEG-4 Part 2, alias H.263. Beaucoup de films que vous avez téléchargés dans la journée ont été compressés en utilisant ce codec, car il vous donnait une bonne taille de fichier et maintenait une qualité raisonnable. Cependant, le seul problème majeur est que le contenu haute définition souffre encore en termes de qualité d'image et c'est là que le H.264 que j'ai mentionné plus haut a pris le dessus.

Windows Media Video - Il s'agit essentiellement de la version Microsoft des codecs MPEG-4. WMV 7 a été introduit en 1999 et était une copie de MPEG-4 Partie 2. Plus tard, WMV 8 et 9 est venu, suivi par VC-1, un codec qui copie en grande partie MPEG-4 Partie 10 et est actuellement utilisé en Blu-ray disques aussi. Les seuls autres endroits que vous voyez WMV et VC-1 sont pour la plupart dans des produits liés à Microsoft comme Windows Movie Maker, Silverlight, HD DVD et Microsoft Expression Encoder, etc.

Ce ne sont que les codecs vidéo populaires, vous avez également vos codecs audio, qui entrent en jeu lorsque nous parlons de conteneurs ci-dessous. Les codecs audio populaires incluent FLAC, AC3, Dolby Digital Plus, DTS-HD, ALAC, etc. Comme avec la vidéo, les codecs audio ont leurs propres formats de conteneurs comme AIFF, WAV, etc.

Ce ne sont en aucun cas tous les codecs, c'est juste une liste des plus populaires. Parlons maintenant des formats de conteneurs.

Formats de conteneur

Lorsque vous lisez un fichier dans Windows Media Player ou VLC ou Quicktime ou quel que soit votre lecteur multimédia, vous ouvrez généralement un format de conteneur. Un format conteneur ou wrapper est essentiellement un package d'un ou plusieurs codecs, vidéo ou audio ou les deux. Un conteneur est utilisé pour ajouter de l'audio avec la vidéo et pour s'assurer que l'audio et la vidéo sont parfaitement synchronisés. Le conteneur contiendra également d'autres informations requises par un serveur de diffusion ou par le lecteur multimédia. Les trains de bits vidéo et audio sont juste enveloppés dans un autre train de bits.

Les formats de conteneur sont l'endroit où vous voyez les extensions de fichiers courantes, nous sommes tous utilisés aussi comme MP4, MOV, WMV, AVI, etc. Passons en revue certains des conteneurs les plus courants:

MP4 - Vous avez probablement téléchargé une chanson qui avait une extension .MP4, qui est un emballage pour un grand nombre de codecs vidéo et audio. Le plus souvent, il est utilisé pour envelopper la vidéo H.264 et l'audio codé AAC. Il prend également en charge les codecs vidéo MPEG-4 Part 2 et MPEG-2. En outre, l'audio peut être codé en utilisant d'autres codecs autres que AAC.

AVI - Il s'agit d'un format de conteneur Microsoft à partir de 1992. Il était très populaire dans ma journée et il est encore un peu partout. Si vous faites un encodage, vous ne devriez plus jamais utiliser le format de conteneur AVI. Premièrement, il ne supporte pas les nouveaux codecs comme H.264. Il a aussi quelques autres problèmes majeurs, c'est pourquoi il n'est plus utilisé.

ASF - L'Advanced Systems Format de Microsoft n'utilise normalement pas l'extension de fichier .ASF. Au lieu de cela, vous verrez la plupart des conteneurs ASF utiliser .WMA ou .WMV. Vous verrez ces fichiers si vous utilisez tous les produits Microsoft. Une fois que vous quittez le monde Microsoft, vous rencontrerez des problèmes de lecture des fichiers, surtout si vous utilisez le codec H.264.

AVCHD - AVCHD est le format de conteneur le plus courant pour les caméscopes HD. La vidéo sera normalement H.264 avec audio AC3 (Dolby Digital) ou PCM linéaire.

MKV - Télécharger un film dernièrement? C'est probablement dans le format conteneur MKV, qui contient les fichiers vidéo H.264. Un certain nombre d'outils supportent MKV comme Boxee, PS3 Media Server, XMBC, VLC, etc., mais ce n'est pas encore aussi largement supporté que les autres formats de conteneur.

FLV - Ceci est Adobe Flash, qui prend en charge de nombreux codecs différents, les plus courants étant H.264 et AAC. La vidéo Flash est l'un des moyens les plus populaires pour diffuser des vidéos sur Internet. Il perd du terrain à cause de HTML 5 et du fait qu'Apple ne laissera pas Flash fonctionner sur ses iDevices, mais c'est toujours très courant.

Il existe d'autres formats de conteneurs comme le format de fichier QuickTime, OGG, WebM, etc, mais vous obtenez l'image maintenant.

Transcodage

La dernière chose à comprendre à propos de tout cela est que vous devrez probablement convertir cette vidéo AVCHD que vous avez téléchargée à partir de votre caméscope dans un format différent que vous pouvez ensuite importer dans iTunes et jouer sur votre iPhone. Comme il y a tellement de codecs et de formats de conteneurs et que chaque format de conteneur peut avoir différentes combinaisons de codecs vidéo et audio, vous avez besoin d'un transcodeur pour obtenir le type de fichier que vous voulez pour votre périphérique en particulier.

Il existe de nombreux transcodeurs aka convertisseurs vidéo là-bas: HandBrake, FFmpeg, SUPER, VirtualDub, etc. Certains sont payés et certains sont des outils open-source gratuits. Certains outils, comme HandBrake, vous donnent des préréglages pour que vous puissiez simplement choisir votre fichier source et choisir un format de sortie comme iPod ou iPhone et cliquer sur Démarrer. Il va choisir tous les paramètres, conteneur, codec, etc pour vous. Cependant, j'espère qu'après avoir lu ce post, vous comprenez maintenant un peu plus et pouvez convertir des vidéos entre les formats et comprendre un peu mieux le processus sous-jacent. Prendre plaisir!


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