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RÉSUMÉ
La norme MPEG-4 est une norme complexe. Au niveau du codage vidéo, elle offre deux ensembles d’outils de codage, l’un offrant une approche objets et l’autre permettant une réduction de débit extrêmement efficace. L’Advanced Video Coding est une amélioration du codage vidéo. Mais MPEG-4 n’est pas seulement une norme de codage audio et vidéo. Elle définit des systèmes pour la création, la composition, la distribution et l’utilisation des différents objets média. Des applications variées dans le domaine de la production multimédia et du transport sont ainsi rendues possibles.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Jean-Noël GOUYET : Ingénieur en techniques numériques Broadcast et Multimédia - Ancien chargé d’études à la Direction de la Recherche de l’Institut national de l’audiovisuel (Ina)
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Francis MAHIEU : Formateur en techniques de vidéo numérique à l’Institut national de l’audiovisuel (Ina)
INTRODUCTION
Le dossier précédent [TE 5 365] présentait les codages de base utilisés pour la réduction de débit audio et vidéo dans la norme MPEG-4. Ce nouveau dossier présente une amélioration du codage vidéo, l’Advanced Video Coding, constituant la Partie 10 de la norme. Mais MPEG-4 n’est pas seulement une norme de codage audio et vidéo. Elle définit des systèmes pour la création, la composition, la distribution et l’utilisation des différents objets média. Des applications variées dans le domaine de la production multimédia et du transport sont ainsi rendues possibles.
De nombreux termes et le texte de certaines figures ont été conservés en anglais, de manière à faciliter la lecture et l’utilisation des documents de la norme.
Un glossaire définissant plus de 80 termes, utilisés dans la série de documents de ce dossier, est donné dans [].
Tous les tableaux sont regroupés dans [].
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Systèmes MPEG-4
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1. L’Advanced Video Coding
1.1 Positionnement et caractéristiques
Après le MPEG-1 (utilisé notamment pour la vidéo sur CD), le MPEG-2 (utilisé pour la diffusion de télévision et le DVD) et le MPEG-4 Part 2 (utilisé comme base des codecs grand public DivX ou XviD), un nouveau système de réduction de débit est en train de s’imposer : le MPEG-4 Advanced Video Coding, désigné par MPEG-4 AVC dans ce document. Normalisé en 2003 (ISO/IEC 14496-10), il est connu sous différents noms : MPEG-4 Part 10 (ISO/MPEG), H.264 (ITU-T), ou H.264/AVC. Il représente une évolution technologique importante du MPEG-4 Part 2 ([]-§ 2), améliorant le taux de compression tout en proposant une meilleure qualité d’affichage. MPEG-4 AVC offre une efficacité de compression de 2 à 3 fois plus élevée que le MPEG-2 et de 1,5 à 2 fois plus élevée que le MPEG-4 Part 2.
HAUT DE PAGE1.1.1 Historique du développement
Ce nouveau système de codage se positionne dans une évolution technologique des codeurs vidéo depuis 1994. Ainsi les codeurs MPEG-2 ont pu bénéficier des techniques suivantes, amenant des gains de 15 % par an (figure 1 haut) :
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• le multiplexage statistique sur plusieurs canaux de transmission, qui réalise une analyse en temps réel de la complexité des images par le codeur, allouant ainsi le débit de canal nécessaire à chaque codeur pour satisfaire le profil de qualité spécifié. Cette allocation de débit intervient toutes les 20 ms et le gain de débit est de l’ordre de 15 à 20 % pour des applications de diffusion en télévision numérique sur le câble, le satellite ou par réseau hertzien terrestre ;
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• la double passe ou « look-ahead » qui consiste en une pré-analyse complète en temps réel du signal vidéo par un premier codeur afin de piloter au mieux la seconde passe qui réalise effectivement le codage du signal. Ce codage en deux passes permet de réduire le débit de l’ordre de 15 à 20 % en production DVD ou en diffusion ;
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• les pré-traitements temps réel avancés du signal vidéo en bande de base :...
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