Le H265 le nouveau format

Tout le monde a entendu parler du H264 ou MPEG-4 AVC pour Advanced Video Coding qui est utilisé par Youtube, Vimeo ou encore sur l'enregistrement du Blu-Ray en haute définition.

Son successeur est attendu pour janvier 2013, il vient d'être officialisé à l'état de brouillon par les institutions qualifié il s'agit du H265 ou HEVC pour High Efficiency Video Coding.

Son objectif est de réduire de 50% la compression du signal grâce à des algorithmes encore plus complexes avec la même qualité que le AVC ou H264 et même 60% sur les signaux HD en 1920x1080p. Voici un aperçu de la différence entre les différents codecs :

Etude sur les différents formats de compression H265

Pour obtenir ces poids réduits de moitié le format H265 demandera encore plus de calculs de la part des processeurs mais comme ceux-ci sont déjà des multi-coeurs ça passera. Par contre en ce qui concerne les DSLRs ont devra changé de matériel pour en profiter.

Le principe de fonctionnement du HEVC reste assez proche de l'AVC avec un algorithme amélioré. On utilisera toujours le principe de compression temporelle entre les images.

Principe de fonctionnement du H264

La compression du H264 est basée sur la redondance temporelle des images, en effet d'une image à l’autre (suivant le type d'image) nous avons beaucoup de ressemblance sauf dans le cas d'un panoramique rapide. L'interpolation des images se fait avec une certaine continuité, ainsi on compare chaque image et on en tire des macroblocks que l'on compare d'une image sur l'autre.

On va créer alors une suite d'image que l'on appelle un GOP (Group Of Picture). La première image est une clef nommée I-Frame composée de macroblocks de 16x16 pixels pour la luminance et 8x8 échantillons pour les deux composantes de chrominance avec une estimation des mouvements dans l'espace.

Les images qui suivent seront composées à partir de cette image : les P-Frames. Ces images seront reconstruites à partir des vecteurs de mouvement calculés grâce aux blocks d'une image I-Frame.

Lors de la reconstruction des images on peut jouer sur le bitrate qui recomposera les images plus ou moins parfaitement aisni si celui-ci est important plus vos images seront lourdes est mieux reconstituées et donc mieux définies. De plus on a une estimation de la redondance spatiale entre les différentes partie de l'image avec le codage intra-frame.

Pour ceux qui veulent vraiment rentrer dans la technique voici un PDF expliquant techniquement comment tout cela fonctionne.
Et en voici un autre.

La compression H265

Donc en plus d'utiliser la compression temporelle et spatiale, le H265 amènera de nombreuses améliorations :

Meilleur subdivision de l'image pour que chaque macroblocks représentent le mieux possible celui de l'image originale.
Décodage ultra parallélisable.
Meilleur algorithme CABAC (meilleur codification des coefficients résiduels améliorant ainsi le signal sans augmenter le bitrate.
Possibilité d'utiliser en interne plus de 8 bits par canal pour chaque pixel pour être plus précis dans le traitement du signal.
35 modes de détection de la redondance spatiales.
Deux nouvelles méthodes de prédilection des mouvements.
Utilisation de la DCT et la DST sur 4 tailles de bloc différentes.
Meilleur filtrage et apparition d'un nouveau filtre SAO ( Sample Adaptive Offset).

Conclusion

Prévu pour janvier 2013, le H265 devra bénéficier de nouvelle puce de décompression sur les appareils qui utiliseront cette technologie, c'est la raison pour laquelle nous devrons changer de matériel en ce qui concerne les tablette, DSLRs etc.... mais à priori en qui concerne les ordinateurs, les multi-coeurs d'aujourd'hui devraient pouvoir l'utiliser.

La mise en place de ce nouveau format ne se fera pas du jour au lendemain car l'exploitation du H264, qui existe depuis 10 ans maintenant, commence juste à se généraliser sur l'ensemble des matériels qui exploite cette technologie.

Pour le H265 il faudra développer de nouvelle puces d'encodage et que les constructeurs les adaptent à leur matériel.