le Mpeg-4
Présent dans les caméscopes, les téléphones mobiles, Internet et bientôt les chaînes de télévision numérique, le Mpeg-4 est un format de compression vidéo révolutionnaire. Ses multiples paramètres d'encodage lui permettent de s'adapter à presque tous les supports de diffusion et d'obtenir différentes qualités d'image, allant du petit écran de téléphone au cinéma haute définition.

Édouard Maire , Micro Photo Vidéo, le 11/05/2005 à 07h00

Un film DVD, une cassette de caméscope ou une vidéo sur Internet existent grâce à un format de compression vidéo. Ce dernier a pour but d'adapter la qualité d'image au support que vous utilisez. Plus ce support est de faible capacité, plus la compression doit être forte, un peu comme si vous vouliez faire passer un énorme sac de farine dans un petit tuyau. En 2000, un groupe de travail nommé MPEG (Moving Picture Expert Group) met au point le format Mpeg-4. Ce même groupe de chercheurs avait auparavant créé d'autres formats de compression basés sur le même principe, mais moins puissants : le Mpeg-1, dédié au codage vidéo en qualité VHS sur CD-Rom, et le Mpeg-2, utilisé pour le codage vidéo sur DVD et destiné à la télévision numérique.

Le Mpeg-4, lui, est beaucoup plus souple. Son champ d'application, très vaste, va de la vidéo haute définition à la diffusion sur Internet, en passant par le multimédia mobile. Pour prolonger notre image, les formats de compression Mpeg-1 et Mpeg-2 sont des lanières fixes pour fermer un sac de farine, alors que le Mpeg-4 est un élastique dont la souplesse permet de s'adapter à toutes les formes de sac. Son architecture extrêmement riche et complexe lui permet en effet de transporter de la vidéo aussi bien en faible débit - c'est-à-dire des données numériques de faible taille (exprimées en kilobits par seconde) qui pourront passer dans un « petit tuyau »  - que des images en haute définition de plusieurs centaines de mégabits par seconde. Mais ces images étant très lourdes, la compression, là aussi, joue un rôle primordial. De plus, le Mpeg-4 possède un don magique : celui de rendre la vidéo interactive !

Les différents profils du Mpeg-4

Le Mpeg-4 a plusieurs visages correspondant chacun à un champ d'application. Dans sa forme la plus basique, il ne traite que des images de petite taille sur des écrans informatiques. Mais au lieu de décompresser vingt-cinq images par seconde, l'une après l'autre, il en calcule plusieurs à la fois. Cette forme du Mpeg-4 appelée Simple Profile vise des applications à très bas débit, c'est-à-dire dont la vitesse de transport des données numériques va de 32 à 384 kbits/s, installées sur des appareils à puissance de calcul limitée comme les téléphones mobiles, les assistants personnels (PDA), les baladeurs multimédias, les petits caméscopes à carte mémoire - mais aussi pour la diffusion de vidéo en direct sur Internet ( streaming), comme les bandes-annonces de films ou les émissions de télévision.

Le deuxième visage du Mpeg-4 est appelé Advanced Simple Profile. Il permet un traitement vidéo de bien meilleure qualité en supportant un débit maximal de 8 Mbits/s. On l'utilise principalement pour le codage vidéo de film sur CD-Rom. Le troisième profil est le Studio Profile qui vise les applications audiovisuelles professionnelles, pouvant aller jusqu'à la haute définition et au cinéma numérique. Cette fois, la plage de débits va de 50 Mbits/s à 1,2 Gbit/s.

Il existe enfin des « profils » plus spécifiques, comme le format gérant l'animation d'un personnage de synthèse préalablement modélisé... prouesse qui nous conduit tout droit à l'image interactive.

L'interaction avec l'utilisateur

L'interactivité avec l'utilisateur est en effet la grande force du Mpeg-4. Pour permettre cela, au lieu d'encoder toute la vidéo en une seule passe, le Mpeg-4 traite séparément chaque composant de la scène (décor, personnage, déplacement, son). Ces éléments visuels et sonores sont appelés des « objets » . Ils sont indentifiables, séparables et regroupables avec une relation dans le temps et dans l'espace grâce à un langage informatique appelé BIFS ( Binary Format for Scenes) qui permet de définir le comportement de chaque objet en fonction des commandes de l'utilisateur. Ces éléments peuvent être enregistrés par une caméra ou un micro, mais aussi créés par des logiciels, en 2D ou en 3D.

Grâce à ce codage séparé, l'utilisateur a la possibilité d'agir sur la vidéo durant la lecture. Il peut, par exemple, sélectionner, supprimer, déplacer ou modifier certains objets, mais aussi cliquer sur un élément pour en obtenir des informations ou des actions précises. Il est donc plus que probable de voir bientôt le Mpeg-4 envahir le secteur des jeux vidéo, permettant au joueur d'agir sur les personnages en mouvement ou de changer la couleur de certains éléments.

Norme choisie pour la télévision numérique payante, le MPeg - 4 devrait également permettre aux diffuseurs de supprimer volontairement un élément de l'image transmise - comme par exemple le ballon lors d'un match de foot ! - pour inciter l'abonné à s'acquitter de droits... s'il souhaite bénéficier d'une image entière !

Encoder et lire du Mpeg-4

La vidéo Mpeg-4 se fabrique et se lit avec un codeur-décodeur (codec) spécifique. L'efficacité de son algorithme permet de diviser le poids d'un fichier DV par trois tout en conservant une définition et une qualité d'image quasiment identiques. Le premier logiciel à accepter un codec assurant la lecture du Mpeg-4 était Windows Media Player de Microsoft. Depuis, il a été rejoint par QuickTime d'Apple et Real One Player. Mais le Mpeg-4 peut aussi être « encapsulé » à l'intérieur d'autres formats vidéo comme Avi ou Mov. Enfin, il peut être lu sur la plupart des lecteurs de DVD de salon.

En 2003, une nouvelle mouture appelée Mpeg-4 AVC (plus connue sous le nom de H. 264) a encore amélioré la performance du Mpeg-4 avec une compression deux fois supérieure. Le résultat final est très probant : une qualité s'approchant du DVD peut être obtenue avec un débit de seulement 1,5 Mbit/s ! Mais ces améliorations ont une conséquence sur le matériel : elles engendrent un accroissement de la complexité du décodage, ce qui réclame un temps de calcul plus long et donc un ordinateur puissant.

Héritiers et concurrents

Fort de son succès, le Mpeg-4 a engendré des « mutants » comme le format de compression DivX, mis au point il y a cinq ans par un ingénieur français, Jérôme Rota. Le DivX s'est rendu très populaire grâce à sa capacité à faire tenir un film DVD entier sur un CD-Rom en conservant presque la même qualité d'image, d'où sa réputation d'outil de piratage pour copier illégalement des DVD. Aujourd'hui, le DivX est un format placé sous licence et exploité par la société DivX Networks, fondée par son créateur aux États-Unis.

Autre codeur dérivé du Mpeg-4, le format Windows Media de Microsoft, qui obtient des performances identiques voire supérieures. Enfin, le XviD (anagramme de DivX) mis au point par des informaticiens indépendants, s'est surtout développé dans l'univers Macintosh.

La rivalité entre ces formats est féroce, car Mpeg-4, DivX et Windows Media visent les mêmes cibles professionnelles : l'industrie du cinéma, la télévision, la diffusion de vidéo en ligne et l'électronique grand public (caméscopes, appareils photo, lecteurs DVD). Très largement utilisé, le Mpeg-4 garde cependant - du moins pour le moment - une bonne longueur d'avance.

Des objets dans l'image

Le Mpeg-4 peut encoder chaque élément de l'image, appelé « objet » , de façon séparée. Dans un film où des enfants jouent au ballon, le Mpeg-4 encode le ballon et les personnages distinctement du décor. Cette technique permet de créer une image interactive où le spectateur agit sur la vidéo avec une télécommande. On peut ainsi supprimer le ballon de l'image ou modifier la position des personnes.


Où trouver le codec ?

Le codeur Mpeg-4 est généralement intégré dans les logiciels de montage vidéo, mais vous pouvez télécharger, sur le site www.soft32.com (en anglais), le logiciel Mpeg-4 Direct Maker qui convertit n'importe quel fichier vidéo en Mpeg-4. Nous l'avons testé en convertissant un fichier Windows Media HD de 1920 x 1080 pixels, pesant 126 Mo, en un fichier QuickTime Mpeg-4 de 39 Mo. MainConcept propose également, en téléchargement gratuit, l'encodeur H. 264 (version améliorée du Mpeg-4) sur le site www.mainconcept.de/h264_encoder.shtml . Il est important de posséder un ordinateur puissant (processeur cadencé à 3 GHz) pour assurer le codage et la lecture Mpeg-4 dans de bonnes conditions.



Suite de l'article
Les premiers caméscopes Mpeg-4
La télévision numérique terrestre
   
   

 

 

 

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