Le codec H.264 est répandu pour la simple raison qu’il permet d’encoder des images de qualité DVD avec une fraction de la bande passante requise par les techniques de compression vidéo plus anciennes. Sans oublier que les frais de licence pour les fabricants de logiciels et de matériel sont abordables.
Revenons sur l’évolution de l’encodage vidéo pour comprendre comment et pourquoi le codec H.264 a été créé.
Dans un premier temps, le Moving Picture Experts Group (MPEG) de l’ISO, l’Union internationale des télécommunications (UIT) et le Video Coding Experts Group (VCEG) ont créé leur propre norme spécialisée pour la technologie de compression (codec). Le MPEG a donné naissance aux MPEG-1, MPEG-2 (DVD) et MPEG-4, en mettant l’accent sur l’accompagnement des entreprises qui développent des produits de consommation.
D’autre part, le VCEG de l’UIT a créé les formats H.261 et H.263 en utilisant des solutions de visioconférence de première génération destinées au secteur des télécommunications.
Naturellement, on pourrait penser que le H.264 n’est qu’une technique de compression vidéo de l’UIT parmi d'autres, mais on le nomme également MPEG-4 Part 10. Le MPEG-4 initial que nous connaissions s’appelle officiellement MPEG-4 Part 2.
Les experts vidéo du VCEG de l’UIT et ceux du MPEG ayant commencé à travailler ensemble sous la dénomination de Joint Video Team, ils ont décidé d’utiliser les deux noms, alors que la plupart des gens l’appellent simplement H.264. Voici une chronologie rapide des événements :
• 2001 : la Joint Video Team est formée par le regroupement des membres du VCEG de l’UIT et du MPEG de l’ISO
• 2003 : publication de la première version du codec ITU H.264/ISO MPEG-4 Part 10 AVC (1ère édition)
• 2004 à 2021 : publication de 13 éditions du codec H.264 comprenant de nouvelles fonctionnalités, résolutions et fréquences d’images
Les objectifs du codec H.264
La première exigence de ce groupe d’encodage vidéo était de créer une norme flexible, adaptée aux secteurs des télécommunications et de la diffusion. Les principaux objectifs étaient :
• L'amélioration de la qualité vidéo par rapport aux normes existantes
• Une réduction de la bande passante de 50 % par rapport au MPEG-4 Part 2
• Une conception adaptée au streaming sur Internet et à la vidéo haute définition
• Une prise en charge intégrée pour une transmission robuste
Quand on compare l'industrie aujourd’hui par rapport à ce qu’elle était en 2001, on peut confirmer que les objectifs ont été atteints. Par exemple, le codec H.264 peut aussi bien transmettre la vidéo d’une caméra de chasse à énergie solaire via un réseau cellulaire que diffuser un film en streaming pour votre home cinéma 4K
Pourquoi le codec H.264 est-il si populaire ?
Prise en charge des nouvelles technologies
Au cours des 20 dernières années, l’industrie du streaming vidéo a émergé et le codec H.264 a su s’adapter continuellement pour prendre en charge les nouvelles technologies. Les différentes éditions du codec H.264 ont permis d’intégrer la prise en charge des résolutions 4K et 8K, d’assurer des performances à 120 images par seconde et d’offrir une meilleure définition des couleurs pour s’adapter au secteur.
Les entreprises du monde entier en bénéficient
L'utilisation du codec H.264 n’est pas gratuite pour les entreprises, mais le modèle commercial a été conçu pour favoriser la plus grande distribution possible de décodeurs vidéo dans les produits commerciaux. Des entreprises comme NVIDIA et ATI ont commencé à inclure des décodeurs H.264 dans la plupart des cartes vidéo. Google, Microsoft et Apple ont également intégré des décodeurs H.264 dans leurs navigateurs.
Un encodage vidéo évolutif
Une autre caractéristique innovante du codec H.264 est le concept de codage vidéo évolutif (Scalable Video Coding – SVC). Il est utilisé dans les systèmes de visioconférence et les plateformes de diffusion ou de partage de vidéos pour prendre en charge les différentes qualités de réseau ou résolutions des utilisateurs.
Au lieu d’encoder quatre fois la même vidéo pour s’adapter à quatre réseaux différents aux résolutions distinctes, le SVC prend en charge le concept de couches. La couche de base contient le flux de résolution inférieure et chaque couche supplémentaire augmente la résolution, la qualité ou la fréquence d’images.
Un utilisateur qui rejoint un appel via un réseau cellulaire médiocre ne recevra que la couche de base pour une résolution de 240 lignes, tandis qu’une personne utilisant un réseau à fibre optique recevra les quatre couches pour obtenir la résolution complète de 1 080 pixels.
Accélération matérielle H.264
À ses débuts, l’encodage et le décodage du format H.264 représentaient un défi en termes de processeur.
Aujourd’hui, grâce aux téléphones portables qui encodent nativement les vidéos au format H.264, l’encodage vidéo est désormais à la portée de tous. Les fabricants de caméras IP ont le choix entre de nombreuses options à des prix compétitifs pour sélectionner la puce vidéo qu’ils souhaitent utiliser dans leur nouveau modèle.
Du côté du décodage, les fabricants de cartes vidéo peuvent décoder une quantité suffisante de flux H.264 sans surcharger le processeur de l’ordinateur hôte. Cela profite au secteur de la sécurité en permettant de visualiser plusieurs caméras simultanément à l’aide d’un seul ordinateur. Bien sûr, les cartes vidéo haut de gamme décoderont davantage de flux vidéo simultanés que les cartes vidéo bas de gamme.
Qu’en est-il du H.265 ?
Le codec H.265 est également un projet conjoint du VCEG de l’UIT et du MPEG de l’ISO. On le nomme également MPEG-H Part 2. La norme H.265 HEVC a été publiée pour la première fois en 2013 et est conçue pour être de 25 % à 50 % plus efficace que le H.264, en particulier avec des résolutions plus élevées telles que la 4K et la 8K. Mais aujourd’hui, le format H.264 reste la compression vidéo la plus utilisée.
Le codec H.264 dans secteur de la sécurité
H.264 est le type de compression vidéo le plus populaire dans l’industrie de la vidéosurveillance. De plus en plus de caméras de sécurité prennent en charge le format H.265, mais il nécessite beaucoup plus de puissance de traitement au moment du décodage, ce qui réduit le nombre de caméras que vous pouvez voir en même temps.
Au moment d’évaluer différentes caméras IP, rappelez-vous toujours que les spécifications du codec (H.264, H.265, MPEG-4) définissent le format de flux binaire pour les décodeurs vidéo et non le processus d’encodage. Par conséquent, la qualité de la vidéo n’est pas garantie par la norme. Deux fabricants peuvent prendre en charge les mêmes profils et fonctionnalités du format H.264, mais la qualité d’image et le débit binaire peuvent être différents.
Nous recommandons toujours d’essayer différentes marques de fabricants de caméras dans leur environnement ou de consulter certains tests effectués par des analystes indépendants.
