Un codec vidéo est une méthode — mise en œuvre par logiciel ou matériel — qui sert à compresser une vidéo lors de l’encodage, puis à la décompresser lors de la lecture. Le mot vient de codeur-décodeur ; sans codec, les fichiers vidéo seraient beaucoup trop volumineux pour être stockés ou diffusés efficacement.
Pourquoi compresser ?
Une vidéo brute est une succession d’images, souvent accompagnées de plusieurs pistes audio, de sous-titres et de métadonnées. À titre d’ordre de grandeur, une vidéo 4K non compressée peut nécessiter plusieurs gigabits par seconde : inadapté à la diffusion TNT, satellite, streaming ou à un stockage courant.
Un codec retire donc les redondances, à deux niveaux : dans une même image et entre des images successives. Il cherche à conserver une qualité visuelle donnée avec le moins de débit ou d’espace possible.
Codec et conteneur
Il ne faut pas confondre le codec avec le fichier qui le contient, appelé conteneur. MP4, MKV, MOV, TS ou AVI sont des conteneurs : ils peuvent embarquer une vidéo, plusieurs pistes audio, des sous-titres, des chapitres et des métadonnées.
| Élément | Exemple | Rôle |
|---|---|---|
| Codec vidéo | MPEG-2, H.264/AVC, H.265/HEVC, AV1 | Méthode de compression de l’image |
| Codec audio | MP2, AAC, AC-3, E-AC-3 | Méthode de compression du son |
| Conteneur | MP4, MKV, MOV, MPEG-TS | « Boîte » qui organise les flux |
| Norme de diffusion | DVB-T2, DVB-S2, DVB-C | Manière de transporter le multiplex vers le récepteur |
Par exemple, une chaîne reçue en DVB-S2 peut transporter une vidéo HEVC/H.265, de l’audio AAC et des sous-titres dans un MPEG Transport Stream. DVB-S2 décrit la transmission satellite ; HEVC décrit la compression de l’image.
Compression intra-image
La compression intra-image traite chaque image comme une photographie. Elle réduit les détails peu visibles, transforme l’image en blocs et ne conserve que les informations nécessaires à une restitution acceptable.
Les images complètes, appelées généralement images I (Intra), sont indépendantes : elles peuvent être décodées sans les images précédentes. Elles facilitent l’accès précis dans une vidéo, mais sont relativement lourdes.
Compression inter-image
Une séquence vidéo contient beaucoup de répétitions : entre deux images successives, le décor reste souvent presque identique et seuls certains objets bougent. Le codec mémorise donc une image de référence, puis transmet principalement les changements et les mouvements détectés.
Les images prédictives sont couramment désignées par :
- I-frame : image complète et autonome.
- P-frame : décrit principalement les changements par rapport à une image passée.
- B-frame : exploite des images de référence passées et futures pour compresser encore plus.
C’est très efficace pour la diffusion, mais cela complique le montage et peut augmenter le délai de traitement.
Compression avec ou sans pertes
La très grande majorité des codecs de diffusion utilisent une compression avec pertes : certaines informations visuelles sont supprimées de façon irréversible, en essayant de privilégier celles que l’œil perçoit le moins. La qualité dépend donc du codec, mais aussi — et souvent surtout — du débit choisi, de la résolution, de la cadence et de la complexité des images.
Un codec moderne à débit trop faible peut produire des défauts : blocs, contours instables, aplats dans les dégradés, détails qui disparaissent, ou effet de « bouillie » dans les mouvements. À l’inverse, un codec plus ancien avec un débit généreux peut donner une excellente image.
Les principaux codecs
| Codec | Nom courant | Usage et caractéristiques |
|---|---|---|
| MPEG-2 Video | MPEG-2 | Codec historique de la TV numérique, du DVD et de nombreux premiers multiplex DVB ; robuste et simple, mais peu efficace aujourd’hui |
| H.264 / AVC | MPEG-4 Part 10 | Excellent compromis qualité, débit et compatibilité ; très répandu en TV HD, Blu-ray, caméras et streaming |
| H.265 / HEVC | HEVC | Plus efficace que H.264, adapté à la 4K, à l’UHD et au HDR, mais plus lourd à encoder/décoder et soumis à des contraintes de licences |
| VP9 | VP9 | Codec ouvert développé pour le web, notamment répandu dans l’écosystème Google/YouTube |
| AV1 | AV1 | Codec ouvert et sans redevance annoncé, orienté streaming et très bonne efficacité, avec un coût de calcul plus important |
| Apple ProRes | ProRes | Codec de production et de montage, fichiers volumineux mais lecture et montage fluides |
| Avid DNxHD / DNxHR | DNx | Famille de codecs intermédiaires destinée à la postproduction |
| JPEG / Motion JPEG | MJPEG | Chaque image est compressée séparément ; simple et pratique dans certains équipements, mais peu efficace pour des programmes longs |
H.264, HEVC et AV1
H.264/AVC reste le choix le plus universel : il est supporté par la plupart des téléviseurs, navigateurs, boîtiers et logiciels. Il est particulièrement pertinent lorsque la compatibilité prime sur l’économie maximale de débit.
H.265/HEVC réduit nettement le débit nécessaire à qualité équivalente, ce qui est précieux pour l’UHD. En contrepartie, son décodage demande davantage de puissance et la compatibilité des appareils plus anciens est moins bonne.
AV1 vise une compression encore plus efficace et un modèle ouvert, particulièrement intéressant pour le streaming. Son adoption dépend toutefois de la disponibilité du décodage matériel dans les téléviseurs, box, navigateurs et appareils mobiles.
GOP et latence
Le GOP (Group Of Pictures) est le groupe formé par une image I et les images P/B qui en dépendent. Un GOP long améliore souvent l’efficacité de compression car il y a moins d’images complètes à envoyer.
Mais un GOP long présente aussi des contraintes :
- Le démarrage ou le zapping peut être plus lent, car le décodeur attend une image I.
- Le montage image par image est moins pratique.
- Une erreur de réception peut affecter plusieurs images jusqu’à la prochaine I-frame.
En diffusion TV, l’opérateur choisit donc un compromis entre qualité, débit, délai de zapping, robustesse et puissance disponible dans les décodeurs.
Profil, niveau et couleurs
Le nom du codec ne suffit pas toujours. Un flux vidéo est aussi défini par des paramètres importants :
- Résolution : SD, 720p, 1080i, 1080p, 2160p/4K.
- Cadence : 25, 50, 50/1,001, 60 images/s, etc.
- Profondeur de couleur : 8 bits, 10 bits ou plus.
- Échantillonnage couleur : 4:2:0 pour la diffusion, 4:2:2 ou 4:4:4 pour certains usages professionnels.
- Profil et niveau : par exemple H.264 High Profile ou HEVC Main 10.
- Plage dynamique : SDR, HDR10, HLG, Dolby Vision.
Un téléviseur peut donc « supporter le HEVC » tout en échouant à lire un flux HEVC particulier, par exemple s’il est en 10 bits, en 4K à haute cadence ou avec un profil non géré.
Cas des normes DVB
Dans l’univers DVB, le codec détermine combien de chaînes peuvent tenir dans un multiplex à qualité donnée :
- MPEG-2 : historiquement utilisé pour la SD ; il consomme relativement beaucoup de débit.
- H.264/AVC : permet la HD avec une efficacité bien meilleure.
- HEVC/H.265 : rend plus réalistes l’UHD, le HDR et les services à forte qualité dans un débit limité.
Ainsi, passer de DVB-T à DVB-T2 améliore la capacité radio disponible, mais adopter HEVC améliore séparément l’efficacité de la compression vidéo. Les deux évolutions se cumulent : l’une agit sur le transport, l’autre sur le contenu.
Repère simple
Pour retenir l’essentiel : DVB-T2, DVB-S2 ou DVB-C sont les “routes” de diffusion ; le codec est la façon de plier la vidéo pour qu’elle voyage avec moins de bagages. Une route plus large et une compression plus efficace permettent de fournir plus de chaînes, une image de meilleure qualité, ou les deux.
