| H.264 et autres normes de compression vidéo |
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Normes de compression des images fixesToutes les normes de compression des images fixes ont la particularité de se concentrer sur une seule image à la fois. La norme la plus connue et la plus répandue en la matière est JPEG. JPEG Le mode de compression bien connu JPEG a été normalisé au milieu des années 1980, à l’initiative du Joint Photographic Experts Group. Grace au format JPEG, il est possible de décompresser et de visualiser des images à l’aide d’un navigateur web standard. JPEG permet d’obtenir le degré de compression souhaité : le taux de compression est paramétrable. La compression sélectionnée est directement liée à la qualité de l’image voulue. Outre le degré de compression, l’image elle-meme influence également le taux de compression obtenu. Par exemple, un mur blanc peut produire un fichier image de taille relativement petite (et un taux de compression élevé), tandis que le meme degré de compression appliqué à une scène complexe et chargée produira un fichier de plus grande taille, avec un taux de compression plus faible.
JPEG2000JPEG2000 est une autre norme utilisée pour la compression d’images fixes. Elle a été mise au point par le comité à l’origine de la norme JPEG. La norme JPEG2000 s’adresse principalement aux applications médicales et au monde de la photographie fixe. À des taux de compression peu élevés, la qualité JPEG2000 est similaire à la qualité JPEG. En revanche, quand on passe à des taux beaucoup plus élevés, JPEG2000 s’avère légèrement supérieur à JPEG. Il y a cependant un prix à payer : JPEG2000 reste fort peu supporté par les navigateurs web et les applications d’affichage ou de traitement d’image. Normes de compression vidéoVidéo obtenue par une suite d’images JPEG ou Motion JPEG (M-JPEG)M-JPEG est la norme la plus répandue parmi les systèmes de vidéo sur IP. Une caméra réseau, tout comme un appareil numérique permettant la capture d’images immobiles, saisit des images individuelles, et les compresse au format JPEG. Une caméra réseau peut ainsi capturer et compresser, par exemple, 30 images individuelles par seconde puis les envoyer sur réseau sous forme de flux continu pouvant être lu sur un poste de visualisation. À une fréquence de l’ordre de 16 images par seconde ou plus, l’utilisateur perçoit une vidéo en mouvement. C’est cette méthode que l’on appelle Motion JPEG ou M-JPEG. Chaque image individuelle étant totalement compressée en JPEG, une qualité identique est assurée pour toutes les images, en fonction du taux de compression sélectionné pour la caméra réseau ou le serveur vidéo.
Exemple de séquence de trois images au format JPEG H.263La technique de compression H.263 est conçue pour une transmission vidéo à débit fixe. L’inconvénient du débit fixe est que l’image perd de sa qualité lorsque les objets sont en mouvement. La norme H.263 était initialement destinée aux applications de vidéoconférence et non à la surveillance où les détails ont plus d’importance que la régularité du débit.
Avec la compression de série H, l’image d’une personne en mouvement ressemble à une mosaïque. L’arrière-plan, qui est généralement sans intérêt, conserve toutefois une bonne qualité d’image et une bonne clarté.
MPEGLa norme MPEG (fondée par le Motion Picture Experts Group à la fin des années 1980) est la plus connue des techniques de transmission directe audio et vidéo. Dans cette section, nous nous limiterons à la partie vidéo de la norme MPEG. Le principe de base du MPEG consiste à comparer entre elles deux images compressées destinées à être transmises sur le réseau. La première des deux images servira de trame de référence. Sur les images suivantes, seuls seront envoyées les zones qui diffèrent de la référence. L’encodeur réseau reconstruit alors toutes les images en fonction de l’image de référence et de la “plage de différence”. Bien que plus complexe que la technique Motion JPEG, la compression vidéo MPEG produit de plus petits volumes de données à transmettre via le réseau. À la page suivante, nous vous proposons une illustration de cette technique consistant à ne transmettre que les différences existant entre la deuxième et la troisième trame.
MPEG est en réalité bien plus complexe que l’ébauche ci-dessus. Cette méthode implique bien souvent des techniques ou des outils supplémentaires permettant de gérer certains paramètres tels que la prédiction du mouvement dans une scène ou l’identification des objets. Il existe aussi différentes normes MPEG :
L’essentiel est de choisir une norme de compression largement utilisée, qui assure une bonne qualité d’image, soit par exemple M-JPEG ou MPEG-4. H.264La toute dernière norme de compression vidéo H.264, est appelée à devenir la norme vidéo de référence au cours des prochaines années. Elle a déjà été intégrée avec succès dans des gadgets électroniques tels que les téléphones mobiles et les lecteurs vidéo numériques. Dans le secteur de la vidéosurveillance, le H.264 offre de nouvelles possibilités en termes de réduction des frais de stockage et de renforcement de l’efficacité globale. Le H.264 (également connue sous l’appellation MPEG-4 Partie 10/AVC) est une norme ouverte sous licence, compatible avec les techniques de compression vidéo les plus efficaces d’aujourd’hui. Un encodeur H.264 peut réduire la taille d’un fichier vidéo numérique de plus de 80 % par rapport à la norme Motion JPEG et de 50 % par rapport à la norme traditionnelle MPEG-4 Partie 2, sans que la qualité d’image ne soit compromise. L’importance de ces gains rend le H.264 extrêmement utile pour les applications de vidéosurveillance.
Comparaison du débit binaire obtenu avec plusieurs normes vidéo pour un flux vidéo de 115 secondes, avec le même niveau de qualité d’image. L’encodeur H.264 est au moins trois fois plus efficace qu’un encodeur MPEG-4 sans compensation de mouvement et au moins six fois plus efficace qu’un encodeur Motion JPEG. Frais de stockage et de bande passante réduits Résolution et fréquence d’image supérieures Accélération de l’utilisation des caméras mégapixel Perspectives d’avenir Origine du H.264 Ayant été élaborée en commun par des organisations de normalisation des secteurs des télécommunications et de l’informatique, la norme H.264 est appelée à être plus largement adoptée que les normes précédentes. |
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La toute dernière norme de compression vidéo, H.264, est appelée à devenir la norme vidéo de référence au cours des prochaines années.
