Thursday, Nov. 27, 2014

HEVC – High Efficiency Video Coding ou H.265

17 décembre 2012

|

Catégorie :

HEVC – High Efficiency Video Coding ou H.265

C’est en Janvier 2013 que sera probablement annoncée, le High Efficiency Video Coding ou HEVC ou H.265, nouvelle norme de compression vidéo amenée à devenir le nouveau codec standard pour la distribution de vidéo.

HEVC ou H.265

Deux organismes de normalisations le ITU-T Video Coding Experts Group (VCEG) et le ISO/IEC Moving Picture Experts Group (MPEG), les heureux créateurs des standards H.262 (plus connu sous le nom de MPEG-2) et le désormais classique H.264/MPEG-4 AVC, travaillent dessus depuis plusieurs années.

L’objectif de ce nouveau codec est assez simple : apporter une réduction de 50% du taux de compression tout en gardant une qualité de perception visuel identique à ce que fait le standard H.264.
Donc pour avoir une idée de ce que peut faire le HEVC, vous divisez par deux les débits nécessaires. Là où le H.264 nécessitait entre 6 et 14 Mbits par seconde pour un signal HD, le H.265 aura besoin à qualité identique de 3 à 7 Mb/s !!
Les besoins sont en effet important sur divers points de la chaine de distribution.

Pourquoi le HEVC / H.265 ?

Tout d’abord, l’émergence de nouveau format comme le 4K ou le Super Hi-Vision vont nécessiter pour une distribution vers le grand public des nouveaux codecs qui vont limiter le débit à transporter sans rogner sur l’aspect qualitatif apporté par ces nouveaux formats.
Les nouveaux devices, smartphones et autres tablettes, sont aussi des outils rêvés pour consommer de la vidéo. Et la conséquence est que la part du trafic de données transportés par les opérateurs est aujourd’hui de plus en plus représentées par de la vidéo (env. 30%).

Principe du HEVC / H.265

Le fonctionnement du H.265 repose globalement sur les principes du H.264 mais améliorés.

Tout démarre par le codage d’une image Intra. Le codage de cette image ne fera référence à aucune autre, contrairement au codage des images suivantes dites Inter-image.
Les images à traiter seront découpés en blocs de pixels. Là où dans les codec précédent, on se contentait de découper l’image à traiter en macroblocks de 16 pixels pour la luminance et de 8 pixels pour la chrominance, le codec H.265 utilise le principe des Coding Tree Unit (CTU). Ces Coding Tree Block (CTB) sont globalement de tailles plus grandes (16,32 ou 64) et sont choisis par l’encodeur.
L’image Intra sera codée grâce à un ensemble de prédiction spatiale à l’intérieure de l’image traitée.
Les images inter ne seront pas codées mais uniquement décrite à l’aide des blocs de prédiction (calculés depuis l’image I) auxquels viennent s’appliquer des Vecteurs de Mouvements.

L’encodeur génère ensuite le signal de prédiction inter-image qui sera transmis comme donnée auxilliaire en utilisant principalement les compensation de mouvement.

On applique enfin une DCT (Transformation en Cosinus Discret) au signal de prédiction (Inter ou Intra) dont le résultat sera ensuite transmis avec les informations de prédiction.

Afin d’améliorer la qualité et d’enlever artefacts et autres défauts de prédiction, le codeur décode les images qu’il vient de coder les compare et utilise les différences pour finaliser le bistream finale.

Principe du Codeur HEVC / H.265

Si vous voulez approfondir le sujet, vous pouvez trouver sur le site de l’IEEE une présentation complète de l’HEVC.

Quels avenir pour HEVC / H.265

Même si le H.265 / HEVC sera assez exigeant au niveau des performances nécessaires à son décodage software, les premiers candidats à son implantation seront les tablettes. Une implémentation software a été déjà testée sur le nouvel iPad et l’on peut penser que l’ensemble des fabricants a déjà testé, avec les premières Beta du codec, chacun de leurs équipements.
Une étude du Multimédia Research Group estime à 1 Milliard environ, le nombre de devices actuellement en circulation pouvant, avec une mise à jour software, lire une vidéo en HEVC. Il est donc fort probable que dès la norme finalisée en Janvier 2013, de nombreuses mises à jour soient proposées.

Pour la partie TV et le 4K particulièrement, les choses risquent d’être un peu plus longue à se mettre en place. En effet, que ce soit les Set-Top Box, consoles de jeux ou Smart TV, le décodage se fait le plus souvent via des chipsets dédiés. Ce n’est qu’au travers du renouvellement du parc que les possibilité se mettront en place.

L’HEVC semble donc avoir de beaux jours devant lui de part les avancées qu’il entraine avec lui.
Le regroupement dans le projet 4EVER de constructeur (ATEME, DOREMI), de Broadcaster (France Televisions) et de Telco (Orange) montrent que ce nouveau codec ouvrent des voies pleines d’avenir : 4K, réduction du trafic de données vidéos sur les réseaux, amélioration de la qualité…

Articles liés

A propos

BroadcastNews

Commentaires

  1. HeyWatch
    3 janvier 2013 at 13:17

    Travaillant dans l'encodage vidéo en-ligne depuis 6 ans, nous suivons avec très grande attention l'arrivée du h265. Si l'évolution est aussi importante que celle apportée par le h264, on peut s'attendre à de très beaux changements et à un ratio poids/qualité vidéo impressionnant. La team qui développe est toujours en plein travail et on croise les doigts pour avoir une release vraiment testable en 2013. Dans tous les cas, eu égard à la difficulté que représente l'algorithmie vidéo on peut déjà leur tirer notre chapeau :)

Répondre