Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
Cet article décrit le format de compression vidéo numérique, HEVC (High Efficiency Video Coding) également appelé H.265. Après une courte histoire de son développement, on rappelle les principes de la compression numérique MPEG des images vidéo. Les principaux concepts du format HEVC sont ensuite détaillés, ainsi que les outils mis en œuvre dans la chaîne de codage. Après une présentation des profils et niveaux offerts par la norme, les performances sont illustrées par les résultats de tests. Enfin les principaux domaines d’applications et les concurrents de HEVC sont évoqués.
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This article describes the digital video compression format HEVC (high-efficiency video coding) also named H.265. After a short development history, a brief review of the principles underlying MPEG video picture coding is given. The main concepts of the HEVC compression format are then detailed, along with the tools used in the coding chain. After a presentation of the profiles and levels supported by the standard, performance is illustrated by tests results. To conclude, the main application domains and HEVC competitors are briefly presented.
Auteur(s)
-
Marc LEGER : Diplômé de l’École nationale supérieure Louis-Lumière - Opérateur de prise de vues, Ingénieur vision - Responsable de la filière de formation aux techniques vidéo à l’INA
-
Christophe NELSON : Diplômé de technologies Audiovisuel et Informatique pour l’éducation - Responsable de formation aux techniques vidéo à l’INA
-
Jean-Noël GOUYET : Ingénieur-formateur en techniques numériques Broadcast et multimédia - Ancien chargé d’études à la direction de la recherche de l’Institut national de l’audiovisuel (INA)
INTRODUCTION
Cet article décrit les principes et outils techniques, ainsi que les performances et les applications d’un nouveau format de compression ou « codec » vidéo, le HEVC (High Efficiency Video Coding), également -normalisé sous l’appellation H.265.
Ce développement a lieu dans un contexte de diversité croissante des -services audiovisuels numériques, ainsi que de la popularité grandissante de la vidéo HD (High Definition) et de l’UHD (Ultra High Definition) « 4K » ou bientôt « 8K ». De plus, le trafic généré par les applications vidéo destinées aux équipements mobiles et aux tablettes, ainsi que les capacités de transmission requises par les services de vidéo à la demande, sont un grand défi pour les réseaux numériques actuels. Enfin, le désir d’une qualité et d’une définition plus grandes d’image se manifeste pour les applications mobiles.
Pour faire face à cette évolution, depuis l’apparition du format de compression MPEG-2 en 1992 destiné à la diffusion de la télévision numérique et au DVD-Vidéo, les ingénieurs ont sans cesse continué d’améliorer les techniques de compression vidéo numérique. Régulièrement, environ tous les 10 ans, les technologies d’encodage vidéo font un bond en avant, améliorant les algorithmes pour diviser par 2 le débit nécessaire à la distribution d’une image vidéo à qualité égale. Après MPEG-2 et MPEG-4 AVC, la dernière génération en est donc le « codec » HEVC/H.265, qui tient les promesses de plus d’efficacité par rapport à ses prédécesseurs.
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MOTS-CLÉS
télévision numérique internet transformée en cosinus discrète prédiction codage entropique compression vidéo numérique Compression MPEG HEVC
KEYWORDS
digital television | internet | discrete cosine transform | prediction | entropy coding | digital video coding | MPEG compression | HEVC
DOI (Digital Object Identifier)
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Présentation
Développement
En anglais
9. Glossaire et acronyme
Les termes anglais, placés dans l’ordre alphabétique, ont été conservés pour permettre une lecture plus aisée des documents techniques, en particulier des normes.
Un astérisque (*) indique un renvoi à une autre définition. Les définitions sont issues de la norme.
Coefficient AC de la transformée ; AC transform coefficient
Coefficient résultant de la transformée en cosinus discrète (DCT) et exprimant dans le domaine fréquentiel les variations des valeurs de luma*/chroma* des pixels d’une zone d’image (block*) dans une ou deux dimensions.
Unité d’accès ; access Uni (AU)
Un ensemble d’unités NAL* associées entre elles selon une règle spécifique de classification. Elles contiennent exactement une image codée et sont consécutives dans l’ordre de décodage*.
Tranche bi-prédite ; bi-predictive slice (B)
Une « tranche » qui peut être décodée en utilisant la prédiction Intra* ou Inter*, en utilisant alors au maximum deux vecteurs de mouvement* et indices de référence pour prédire les valeurs des échantillons de chaque bloc*.
Flux binaire ; bitstream
Une séquence de bits, sous la forme d’un flux d’unités NAL* ou d’un flux d’octets représentant les images codées et les données associées formant un ou plusieurs séquences vidéo codées CVS*.
Bloc ; block
Un tableau de M colonnes × N rangées de valeurs d’échantillons d’une image, ou de coefficients de la transformée de ces valeurs.
Chroma (Cr, Cb)
Représente, avec les symboles Cb et Cr, les deux composantes de différence couleur B-Y et R-Y, reliées aux couleurs primaires d’une image.
le terme chroma est utilisé plutôt que le terme chrominance afin d’éviter l’implication de l’utilisation des caractéristiques de transfert linéaire de la lumière, souvent associé avec le terme chrominance.
Image à accès direct ; Clean Random Access picture (CRA)
Image IRAP*, contenant seulement des tranches I. Elle peut être la première image dans l’ordre de décodage (decoding order*) ou apparaître plus tard dans le flux binaire.
Séquence de vidéo codée ; Coded Video...
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Glossaire et acronyme
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - BORDES (P.), CLARE (G.), HENRY (F.), RAULET (M.), VIERON (J.) - An overview of the emerging HEVC standard. - Projet 4EVER. IEEE (2010) http://www.live-production.tv/sites/default/files/The_HEVC_Standard.pdf
-
(2) - ISO/IEC - Vision, applications and requirements for high efficiency video coding (HEVC). - ISO/IEC JCT1/SC29/WG11/N11872, janv. 2011.
-
(3) - TIMMERER. (C.) - Vision and Requirements for high-performance video coding. - 9 fév. 2009 http://multimediacommunication.blogspot. fr/2009/02/vision-and-requirements-for-high. html
-
(4) - KIM Il-Koo et al - Block partitioning structure in the HEVC Standard. - Samsung/IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video technology, déc. 2012 http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?DOI 10.1.1.352.1947&rep= rep1&type=pdf
-
(5) - MARPE (D.), SCHWARZ (H.), WIEGAND (T.) - Context-based adaptive binary arithmetic coding in the H.264/avc video compression standard. - IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video technology, vol. 13, n° 7, 20 juil. 2003.
- ...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
Encodeurs logiciels
DIVX http://www.divx.com/
FFMPEG https://ffmpeg.org/
GPAC http://gpac.wp.mines-telecom.fr/home/
Harmonic (ProMedia) http://www.harmonicinc.com/
Décodeurs logiciels
GPAC http://gpac.wp.mines-telecom.fr/home/
VLC https://www.videolan.org/developers/x265.html
DIVX http://www.divx.com/
Elecard MPEG Player http://www.elecard.com/
Lecteurs HEVC pour smartphones et tablettes
Cinemartin (Hoid P HEVC H.265) http://www.cinemartin.com/cinec/hoid/
formulaone (Cool Player) http://www.mobogenie.com/
Shengbin Meng...
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