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 ?
• Quelques généralité sur la vidéo en ligne
• Pourquoi compresser une vidéo ?
• Les principes de la compression vidéo
• Les standards
• Les codecs
• Les conteneurs
• Les encodeurs
• Paramètres d’encodage
4. Quelques généralités
< 2002 MicroSoft/RealPlayer/Apple lancent leurs propres solutions
2002 Adobe sort le format FLV Flash
2005 Lancement de Youtube et Dailymotion + Ipod Vidéo
2006 Google rachète Youtube pour 106 M$
2007 Adobe Flash 9 support le MP4 (H264) — Ustream
2009 Youtube diffuse 100 Million de stream/jour
2010 Google rachète On2 et lance WebM(VP8) + HTML5
2011 La vidéo dans le nuage (Cloud)
Orange rachète 49% de Dailymotion (58M $)
5. Quelques généralités
90% watch or 40% have 15% pay to watch video
download videos uploaded a vidéo online
Publicité
Youtube, Dailymotion, Vimeo.... Plateformes
Abonnements
TV classique => WebTV SSII Vidéos (Brainsonic, Kit
Digital...)
— Brainsonic : 7Million CA
— KitDigial : 100 Million CS SSII
— Forte demande sur le
marché de travail
6. Quelques généralités
— Boites de production — Wmaker.tv : 1Million CA
— Journalistes — Brightcove : 100 Million
— Chaines TV
— Dailymotion Cloud
— Encoding.com
SaaS
....
— Créer sa webTV sans connaissance
technique
— Prise en charge de processus — Beaucoup de R&D
d’encodage et de diffusion — Forte demande sur le
— Monétisation et stats vidéos marché de travail
Multi
canal
7. Video ?
• Origine «je vois» [latin]
• Succession d’images
• 25 fps, 30fps...
• illusion de mouvement
• En général :
• Enregistrement d’images animées (son ou pas)
• Restitution sur un support électronique
9. 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
10. 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
13. Principes de la compression
• Sans Perte (Lossless)
• Elimine la redondance des données
• Compactage (Winzip...)
• Gain 10 à 30%
• Utilisé par le déruchage (audiovisuel)
14. 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
15. Compression avec perte
« Ne jamais transmettre une donnée déja transmise »
• redondance spaciale
• redondance temporelle
16. Compression avec perte
• Redondance spatial
• Compression des images
• On utilise le JPEG
• Il doit pas être trop élevé
17. 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
19. Compression avec perte
Redondance temporelle
I - Frame
- Image intracodé : Codé en JPEG
- Il ne dépend pas d’une autre image
- «Image clé» -> KeyFrame
20. 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
21. 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
22. Les standards de compression
MPEG : ITU :
Définit les Développe
standards les codecs
23. 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 ... )
24. 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
25. Les codecs
Pour la diffusion web
Standards Codecs
FLV 3GP
Le père de tous les codecs
H.263 moderns
1993-1996
H264 Divx
H.263v2 MPEG4 - ASP
H263.v3 Meilleur compression VP6 VP7
VP8
27. 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)
28. 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)
29. Paramètres d’encodage
• Biterate :
• Taille d’une seconde de vidéo
• Améliore la qualité
• Exemple : pour la HD web : 3000kbps /
5000kbps
• Taille finale = Durée × bitrate
30. Paramètres d’encodage
• FrameRate
• Combien de frame (images) par seconde
• A ne pas changer en général.
• PAL, SECAM : 25fps : EUROPE / FRANCE
• NTSC : 30fps : USA
31. 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
Bonjour tout le monde.\n\nJe me pr&#xE9;sente, je m&#x2019;appel Samir AMZANI D&#xE9;veloppeur Web Senior chez Wmaker, Wmaker est un &#xE9;diteur en ligne de solutions et services Web en mode SaaS, \n\nOn s&#x2019;est install&#xE9; l&#x2019;ann&#xE9;e derni&#xE8;re au CampsPlex, le CampusPlex est un environnement de travail collaboratif issue de mod&#xE8;le japonais de soci&#xE9;t&#xE9;s soeurs. \n\nCet un environnement qui nous permet d&#x2019;agr&#xE9;ger plusieurs comp&#xE9;tences dans des domaines parall&#xE8;les tels que le web le mobile et la cartographie sur Internet. \n\nCet environnement nous permet d&#x2019;avoir une forte cr&#xE9;dibilit&#xE9; et proposer une offre globale &#xE0; nos clients.\n\nLe CampusPlex compte aujourd&#x2019;huit 4 soci&#xE9;t&#xE9; travaillant dans les nouvelles technologies avec un effectif de 21 salari&#xE9; et 3 apprentis.\n\nR&#xE9;cemment au sein de Wmaker, je me suis occup&#xE9; de d&#xE9;veloppement d&#x2019;une solution de WebTV qui permet aux professionnels de la vid&#xE9;o de diffuser leurs contenu sans contraintes techniques (tels que la compression de la vid&#xE9;o, le d&#xE9;veloppement, la diffusion de la vid&#xE9;o, la mon&#xE9;tisation....)\n\n
Donc ce cours &#xE0; &#xE9;t&#xE9; con&#xE7;u pour vous offrir une vision la plus syntitique possible des probl&#xE9;matiques de la compression et la pr&#xE9;sentation des vid&#xE9;os sur le Web, \n\nil ne s&#x2019;agit pas pour nous ici de rentrer dans tous les d&#xE9;tails techniques de la compression vid&#xE9;o mais de vous donner des rep&#xE8;res pour comprendre et impl&#xE9;menter une solution basique de WebTV qu&#x2019;on verra dans le TP.\n\n\nComme plan de cour, je vous propose de voir \n\n &#x2014; quelques g&#xE9;n&#xE9;ralit&#xE9; sur la vid&#xE9;o en ligne avec un bref historique et comment les soci&#xE9;t&#xE9;s font de la valeur ajout&#xE9;.\n\n&#x2014; Le pourquoi de comment de la compression vid&#xE9;o \n\nEt en survole tout le jargon technique li&#xE9; &#xE0; la compression\nA la fin on verra quelques recommandations technique &#xE0; faire avant de diffuser vos vid&#xE9;os sur Internet\n
Voici en gros, quelques &#xE9;v&#xE8;nements cl&#xE9;s dans l&#x2019;histoire de la vid&#xE9;o en ligne.\n\nAvant 2002 < : C&#x2019;&#xE9;t&#xE9; la guerre des standards, chaqu&#x2019;un voulais imposait sa solution de diffusion de vid&#xE9;o\n\nEn 2002 : Adobe d&#xE9;mocratise la diffusion de la vid&#xE9;o avec le Flash, FLV qui est &#xE9;t&#xE9; support&#xE9; par les navigateurs...\n\nEn 2005 : Youtube et dailymotion lancement leurs plateforme vid&#xE9;os...(le d&#xE9;but des r&#xE9;seaux sociaux vid&#xE9;os...)\n\nEn 2006 : Youtube se trouve &#xE0; la porte de la faillite, Google la rach&#xE8;te pour 106\n\nEn 2007 : Adobe sort la version 9 de Flash qui support le MP4 (plus besoin d&#x2019;encoder en FLV)... la majorit&#xE9; des plateformes vid&#xE9;os ont bascul&#xE9; vers ce format\n\nEn 2009 : Youtube diffuse 100Million de stream/jour, et Google int&#xE9;gre l&#x2019;adscence dans les vid&#xE9;os\n\nEn 2010 : Google Rach&#xE8;te On2 Technologie (leader des solutions d&#x2019;encodage propr&#xE9;ataire), apr&#xE9;s ce rachat Google d&#xE9;veloppe un codec OpenSource appel&#xE9; VP8\n\nEt Aujourd'hui ont entend beaucoup parl&#xE9; de l&#x2019;informatique dans le nuage ou le Cloud.\nEt rec&#xE9;ment Dailymotion s&#x2019;est fait rachet&#xE9; par Orange pour 58Million\n\n
A savoir &#xE9;galement : \n\n\n90% des internautes regarde ou t&#xE9;l&#xE9;chargents des vid&#xE9;os sur Internet\n40% parmi eux upload des vid&#xE9;os\net 15% payent pour regarder les vid&#xE9;os\n\nAu niveau de march&#xE9; de la vid&#xE9;o en ligne, trois mod&#xE8;les &#xE9;co existent\n\n&#x2014; R&#xE9;seaux sociaux vid&#xE9;o : PUB\n\n&#x2014; les SSII classiques, travaillent essentiellement avec les chaines de TV classiques et dans le LIVE... font beaucoup d&#x2019;argent\n\n&#x2014; Les &#xE9;diteurs en Lignes : La plupard propose des WebTV ou des solution &#xE0; la demande sur un mod&#xE8;le de SaaS (Softeware as a Service),\nR&D\n\nCes solutions permettent en g&#xE9;n&#xE9;ral de diffusier sa vid&#xE9;o sur le canal classique qui est le Web mais aussi sur mobile et Apple TV.\n\n
\n
Maintenant qu&#x2019;on a vu le grand potentiel que pr&#xE9;sente la vid&#xE9;o en ligne, on passe aux contraintes techniques et sp&#xE9;cialement la compression vid&#xE9;o\n\nPour comprendre la compression vid&#xE9;o, on doit comprendre d&#x2019;abord ce que c&#x2019;est une vid&#xE9;o :\n\nLe mot vid&#xE9;o vient de mot &#xAB;Latin&#xBB; Je vois, et concr&#xE8;tement c&#x2019;est une simple succession d&#x2019;image qui d&#xE9;file avec un d&#xE9;bit constant qu&#x2019;on appel le FrameRate, en g&#xE9;n&#xE9;ral c&#x2019;est 25 ou 30 Frame Par Seconde. \n\nC&#x2019;est qu&#x2019;a partir de ce nombre que l&#x2019;oeil humain fait croire au cerveau que les objects bougents...\n\nCe qu&#x2019;il faut retenir une vid&#xE9;o est un Enregistrement d&#x2019;images annim&#xE9; avec du son ou pas, sur un support &#xE9;lectronique.\n\n\n\n
La cause principal de la compression vid&#xE9;o vient d&#x2019;un constat et d&#x2019;une r&#xE9;alit&#xE9; qui commence &#xE0; disparaitre petit &#xE0; petit.\n\nFaillite de Youtube\n
\n
Hebegeur OVH...\n\n
La compression d&#x2019;une video se fait simplement au niveau de ces images, en produisant des images compress&#xE9;s\n
\n
&#x2014; Compar&#xE9; &#xE0; Winzip\n&#x2014; Utilis&#xE9; dans les boites de production audiovisuel pour le d&#xE9;ruchage des DV cam\n
Ce mode de compression utilise les faiblaisses\n
La compression avec perte se base sur deux grandes principes ...\n\n
Algorithme JPEG\n
Il y&#x2019;a que le mouvement qui change -> Background reste le m&#xEA;me...\nOn encode une image par rapport &#xE0; une autre on se basant sur les diff&#xE9;rences.\n\n\n\n
\n
C&#x2019;est l&#x2019;image cl&#xE9; ind&#xE9;pendante encod&#xE9; en JPEG\n
C&#x2019;est l&#x2019;image qui contient les diff&#xE9;rences de mouvement\nrepr&#xE9;sente 1/3 de l&#x2019;image cl&#xE9; I\n
C&#x2019;est une image qu&#x2019;on d&#xE9;duit &#xE0; partir de l&#x2019;image cl&#xE9; I et l&#x2019;image pr&#xE9;dictive P.\nrepr&#xE9;sente 1/6 de la taille de l&#x2019;image cl&#xE9; I\n
Il faut savoir qu&#x2019;il y&#x2019;a deux institutions qui participent aux standard de la vid&#xE9;o en g&#xE9;n&#xE9;ral.\n\n
MPEG3 : n&#x2019;&#xE9;t&#xE9; pas impl&#xE9;ment&#xE9; pour la vid&#xE9;o devant le suc&#xE9;es de MPEG-2\n\n
Dans un standard on peut trouver plusieurs codecs.\n\n
Le standard qui a vraiment donn&#xE9;e naissance aux codecs vid&#xE9;o pour le web est le H263. dans sa derni&#xE8;re version en trouve le fameux Divx et le H264\n
&#x2014; Un conteneur est un fichier qui regroupe la piste son + la piste vid&#xE9;o et les metadata de la vid&#xE9;o.\n\n
&#x2014; Parmis les conteneur support&#xE9; pour la diffusion web on trouve \n\n&#x2014; Le FLV qui peut contenir une vid&#xE9;o encod&#xE9; avec le codec H264/H263 ou VP6\n&#x2014; Le MP4 qui supporte seulement le codec H264 (Attention le codec Quicktime n&#x2019;est pas support&#xE9; par Flash, ni HTML5)\n&#x2014; le conteneur OGG (opensource) utilis&#xE9; par Google dans le projet WebM.\n\n
&#x2014; L&#x2019;utilisation de l&#x2019;encodage au sein d&#x2019;une entreprise d&#xE9;pend de besoin et de contexte.\nUne boite de production utilise en majorit&#xE9; un logiciel cl&#xE9; en main pour le montage et la compression de la vid&#xE9;o, avant la diffusion dans un canal classique\n....\n\n
&#x2014; l&#xE0; je vous pr&#xE9;sente.... quelques termes de jargon\n
http://fr.wikipedia.org/wiki/Fichier:PAL-NTSC-SECAM.svg\n\nH&#xE9;ritage de standard de la t&#xE9;l&#xE9;vision\n
Correspond &#xE0; la taille de l&#x2019;image dans la vid&#xE9;o\n\n