H.264 vs H.265 - AVC vs HEVC - Quelle est la différence ?

H.265 et H.264 sont les normes originales de codage vidéo établies par le groupe d’experts du Secteur de la normalisation des télécommunications de l’UIT (UIT-T) sur le codage vidéo.

Avec le développement rapide de la technologie de vidéosurveillance, la norme actuelle H.264 (MPEG-4/AVC) ne répond plus aux exigences de codage vidéo pour offrir une résolution d’image plus élevée. Dans un avenir pas trop lointain, les équipements vidéo 4K UHD et 8K UHD deviendront inévitablement la norme, comme l’est aujourd’hui le Full HD. La norme H.265 est entrée sur le marché en tant que norme de compression vidéo de nouvelle génération et est progressivement introduite dans les produits de surveillance IP haute définition tels que les caméras IP HD et les NVR.

• Qu’est-ce que le H.264 (MPEG-4 AVC) ?
  • Résolution vidéo H.264
• Qu’est-ce que le H.265 (HEVC) ?
• H.265 vs H.264
• H.265 support in protocols

Qu’est-ce que le H.264 (MPEG-4 AVC) ?

H.264, également connu sous le nom de MPEG-4 AVC (Advanced Video Codec), est une norme de compression vidéo développée en 2003 et un format largement utilisé pour l’enregistrement, la compression et la distribution de vidéos haute-fidélité. Le H.264 est connu pour être le codec standard des disques Blu-ray. Tous les lecteurs Blu-ray doivent être capables de décoder le H.264. La grande majorité des enregistreurs vidéo modernes (DVR) utilisent H.264 comme codec principal.

À l’époque, le développement du codec H.264 a constitué une véritable percée technologique, car il a permis de réunir autour d’une même table les acteurs de la télévision, des caméras IP et des conférences téléphoniques et a donné naissance à une norme qui, de manière générale et pendant une longue période, était suffisamment bonne pour tout le monde.

Résolution vidéo H.264

H.264 ne reconnaît que les résolutions allant jusqu’à 2048 x 2048

Les résolutions et les rapports largeur/hauteur couramment pris en charge sont les suivants :

• 854 x 480 (16:9 480p)
• 1280 x 720 (16:9 720p)
• 1920 x 1080 (16:9 1080p)
• 640 x 480 (4:3 480p)
• 1280 x 1024 (5:4)
• 1920 x 1440 (4:3)

La décision d’Apple d’utiliser le H.264 a contribué dans une certaine mesure à la popularisation de cet encodage. Cette norme est entrée dans des millions de foyers, avec des centaines de millions d’iPads et d’iPhones, et est devenue la norme absolue en matière de codage d’images avec plus de 80% de part de marché.

Par rapport aux normes de codage précédentes, le H.264 peut produire une qualité d’image supérieure à un débit binaire inférieur, ce qui explique qu’il ait été adopté par la plupart des gens. La norme H.264 est également largement utilisée dans la transmission des réseaux multimédia et dans diverses industries de la télévision terrestre haute définition, de la télévision par satellite, de la radiodiffusion et d’autres industries.

Au départ, les problèmes de l’introduction massive du codec H.264 étaient dus au fait que le décodage de la vidéo HD en temps réel nécessitait une grande puissance, pour l’époque, de la partie matérielle de la technologie informatique. La situation s’est normalisée avec l’entrée sur le marché des processeurs multicœurs AMD et Intel, lorsqu’ils sont devenus plus abordables pour l’utilisateur moyen.

Qu’est-ce que le H.265 (HEVC) ?

La norme H.265 ou HEVC (High-Efficiency Video Coding), élaborée en 2012, s’appuie sur son prédécesseur, la norme de codage vidéo H.264, en conservant certaines technologies et en en améliorant d’autres. La norme H.265 utilise des techniques avancées pour améliorer le rapport entre le codage, la qualité du codage, le délai et la complexité de l’algorithme pour des réglages optimaux.

La norme H.265 prend en charge des fréquences d’images jusqu’à 8K (UHDTV) avec une résolution de 8192 × 4320 pixels.

Les améliorations de la norme H.265 par rapport à la norme H.264 sont les suivantes :

• une efficacité accrue de la compression,
• fiabilité améliorée
• la capacité à se remettre d’une erreur
• réduction de la latence en temps réel
• réduction du temps d’acquisition du canal et de la latence d’accès aléatoire, et réduction de la complexité.

L’architecture de codage du H.265/HEVC est à peu près similaire à celle du H.264/AVC et comprend principalement :

• prédiction interne
• prédiction externe
• transformation
• quantification
• filtre de déblocage,
• le codage entropique et d’autres modules.

Cependant, dans l’architecture de codage HEVC, tout est divisé en trois blocs principaux :

1. Unité de codage (UC)
2. Unité de prédiction (PU)
3. Unité de conversion (TU)

H.265 vs H.264

La différence entre H.264 et H.265 réside principalement dans la bande passante de transmission et les exigences de stockage. Le H.265, grâce à l’optimisation de l’algorithme H264, peut effectuer la transmission d’images numériques de définition standard à une vitesse inférieure à 1Mbps. La norme H.265 peut effectuer une transmission vidéo et audio haute définition 720P classique (résolution 1280 x 720) à une vitesse de transmission de 1 à 2 Mbps. La norme H.265 est conçue pour fournir une vidéo sur IP de meilleure qualité avec une bande passante limitée. La moitié seulement de la bande passante de la norme H.264 peut être utilisée pour lire une vidéo de même qualité. La norme H.265 prend également en charge la vidéo ultra-haute définition 4K (4096 × 2160) et 8K (8192 × 4320).

L’architecture de codage du H.265/HEVC est très similaire à celle du H.264/AVC. Il comprend principalement les modules suivants : prédiction intra, prédiction inter, transformation, quantification, filtre de déblocage, codage entropique, etc. Cependant, dans l’architecture de codage HEVC, tout est divisé en trois blocs de base : une unité de codage (CU), une unité de prédiction (PU) et une unité de transformation (TU).

Par rapport au H.264/AVC, le H.265/HEVC fournit plusieurs outils pour réduire le débit binaire. En ce qui concerne l’unité d’encodage, la taille de chaque macrobloc (MB) dans H.264 est de 16x16 pixels, tandis que l’unité d’encodage de H.265 peut être choisie entre 8x8 et 64x64. Dans le même temps, le mode de prédiction intra H.265 prend en charge 33 directions (H.264 n’en prend en charge que 8) et offre de meilleures méthodes de traitement de prédiction vectorielle et de compensation de mouvement.

Le test de comparaison de la qualité montre qu’à qualité d’image égale par rapport à H.264, la taille de la vidéo codée en H.265 sera réduite d’environ 39 % à 44 %. Lorsque le débit binaire diminue de 51 % à 74 %, la qualité de la vidéo codée en H.265 peut être identique ou supérieure à celle de la vidéo codée en H.264, ce qui est nettement supérieur au rapport signal/bruit attendu (PSNR).

Comparaison des codecs H.264 et H.265

H.265 support in protocols

HLS has been compatible with H.265 for a long time. The H.265 format is compatible with the MPEG-TS protocol. In the RTSP protocol, H.265 is supported. There is packaging in both SDP and RTP.