Compresser une vidéo sans perte de qualité : Ce qu'il faut savoir

La compression vidéo est un procédé permettant de réduire la quantité de données d'une vidéo numérisée afin de réduire son espace de stockage ou de pouvoir la diffuser de manière fluide. Les vidéos peuvent rapidement atteindre plusieurs gigaoctets - selon leur durée et leur résolution - et occuper un volume important sur un disque dur. Leur taille est par conséquent trop élevée pour quelles puissent être envoyées par e-mail ou pour être diffusées en continu depuis un site web. C'est pourquoi la quantité des données vidéo doit être réduite, c'est-à-dire que les vidéos doivent être compressées.

Une vidéo non compressée générerait une énorme quantité de données. Par exemple, une minute de vidéo HD avec une résolution de 1 920 x 1 080 pixels nécessite 10,5 Go de mémoire. Un seul long métrage non compressé en qualité HD occuperait déjà plus d'un téraoctet de mémoire. Les vidéos en 4K en requièrent environ quatre fois plus, en 8K même huit fois plus.

Les fichiers vidéo exportés par exemple d'un caméscope sont (presque toujours) déjà compressés. Malgré cela, ils sont encore bien trop volumineux pour être diffusés en streaming sur Internet, par exemple. Ils doivent donc être à nouveau compressés.

Pour ce faire, ils doivent être chargés dans un logiciel de montage vidéo et être exportés avec un format de fichier et un réglage de codec appropriés. Mais quel format de fichier et quels paramètres de codec choisir ? Quelle est la différence entre un format de fichier et un codec ? C'est ce que nous proposons d'expliquer maintenant.

La réponse est claire : oui, mais. Il n'y a généralement aucun moyen de réduire les informations au niveau de l'image des données vidéo, car la compression sans perte n'est tout simplement pas assez efficace. Mais la bonne nouvelle est que ces pertes sont limitées grâce aux codecs récents.

Néanmoins, même avec ces derniers, plus la compression doit être élevée, c'est-à-dire plus la taille du fichier doit être faible, plus l'impact sur la qualité de l'image est important.

Il existe bien sûr aussi des codecs vidéo sans perte qui préservent entièrement la qualité. Cela paraît bien en principe. Cependant, ceux-ci occupent en général beaucoup plus d'espace de stockage. Et le but des codecs est justement de réduire l'espace de stockage nécessaire pour optimiser le streaming par exemple. C'est pourquoi les codecs sans perte sont très rares dans le domaine de la vidéo, tout simplement parce qu'ils sont trop inefficaces et produisent des fichiers trop volumineux.

Ce n'est pas le cas en au niveau du son, car le format FLAC (Free Lossless Audio Codec) en particulier, mais aussi d'autres codecs audio, permettent de réaliser une compression efficace sans compromettre la qualité sonore.

Le traitement des vidéos sur ordinateur nous confronte à différents formats vidéo : des fichiers AVI et MPG plus anciens, des fichiers MP4 plus récents, mais aussi des fichiers WMV, AVI, MOV, FLV, MKV et des milliers d'autres extensions. Chaque fournisseur de logiciel ou de matériel informatique crée son propre format de fichier. C'est la raison pour laquelle il existe tant de formats vidéo et d'extensions de fichiers différents. Mais comme la plupart des formats de fichiers utilisent les mêmes méthodes de compression, les différences techniques ne sont pas si nombreuses. En effet, il n'existe pas autant de méthodes de compression différentes et de loin que de formats de fichiers.

Un grand nombre de ces formats de fichiers sont ce que l'on appelle des conteneurs : ils contiennent des données pouvant être contenues de différentes manières. Un fichier MP4 peut par exemple contenir des données vidéo avec les codecs H.265, H.264 ou encore MPEG-2 et même MPEG-1, ainsi que des données image avec les codecs JPG et PNG et des données audio avec les codecs MPEG-4 Part 3, AAC, MP3, MP2 et MP1. Cela signifie qu'avec des formats de conteneur comme MP4 ou AVI, on ne sait pas exactement quelles données sont contenues.

Quel format de fichier choisir ? Si le fichier vidéo compressé doit pouvoir être lu de la même manière sur de nombreux appareils différents, nous recommandons les fichiers MP4 avec H.265 ou H.264 pour les données vidéo et AAC ou MP3 pour le son. Cette combinaison de format de fichier et de codecs permet d'obtenir une bonne qualité d'image avec une taille de fichier réduite et est actuellement supportée par pratiquement tous les lecteurs matériels et logiciels.

Le codec fournit la méthode de compression qui va être utilisée par le fichier. Un codec est en quelque sorte la « langue » utilisée par la vidéo grâce à laquelle les bits et les octets sont ré-assemblés en une image. Il s'agit avant tout d'économiser de l'espace de stockage, ce qui est important pour le streaming. D'autres codecs s'efforcent de limiter les tâches d'encodage et de décodage - ce qui permet d'économiser les performances des processeurs et batteries.

Le codec pourrait également être décrit comme la machine utilisée à l'intérieur d'un fichier vidéo compressé. Avec le MP4, les codecs vidéo les plus souvent utilisés de nos jours sont le H.265/HEVC ou son prédécesseur le H.264/AVC ainsi que le codec audio AAC pour les données audio.

Le débit binaire désigne la quantité de données qu'un lecteur vidéo ou un programme de montage vidéo doit traiter pour lire une vidéo donnée. Plus il y a d'informations disponibles, plus la qualité de l'image est élevée, mais plus de puissance de calcul est nécessaire à la lecture.

Cela signifie que si vous réduisez le débit binaire, vous compressez votre vidéo. Le taux de compression indique le rapport entre la quantité initiale des données et la quantité réduite des données. Un faible taux de compression permet donc d'obtenir une meilleure qualité d'image, mais requiert également un espace de stockage plus important. Un taux de compression de 1:8 indique donc que le flux de données initial a été réduit à 1/8.

Le taux de compression n'a toutefois qu'une valeur limitée en ce qui concerne la qualité des différentes méthodes de compression. Il peut tout à fait y avoir de grandes différences de qualité d'image entre deux méthodes ayant le même taux de compression. Cela s'explique par le fait que certaines méthodes de compression récentes sont plus efficaces et livrent des résultats d'une qualité supérieure aux plus anciennes.

Le débit binaire est exprimé en bits par seconde (bit/s), en kilobits (kbit/s) ou en mégabits par seconde (Mb/s). Cela signifie que les données sont transmises à raison de milliers ou de millions de bits par seconde. Un débit binaire plus élevé correspond généralement une meilleure qualité d'image, mais aussi à une taille de fichier plus importante. Des débits binaires plus faibles correspondent à une taille de fichier inférieure - mais à la qualité réduite.

Que choisir ? Cela dépend de vos besoins. Si vous souhaitez obtenir la meilleure qualité d'image quelle que soit la taille du fichier, il est préférable d'utiliser des débits binaires plus élevés. Mais si la qualité est moins importante que la fluidité de la lecture, comme dans le cas du streaming, des débits inférieurs sont préférables.

Examinons cela de plus près.

Ces deux termes se ressemblent beaucoup, c'est pourquoi nous expliquons ici leur lien. La fréquence d'images désigne, comme nous l'avons dit, le nombre d'images par seconde. En Europe, il s'agit par défaut de 25 images par seconde. L'œil perçoit cette succession rapide comme une image en mouvement.

Comme les images défilent très rapidement, seule une partie infime des images se modifie, et non l'image globale. La plupart des zones de l'image ne changent pas en l'espace d'un quart de seconde - le ciel en arrière-plan reste le même, les couleurs et les conditions d'éclairage aussi, seule la position des sujets varie, mais seulement un peu.

La compression se base entre autres sur cette propriété et, au lieu d'enregistrer des images complètes, elle ne conserve que les variations détectées d'une image à l'autre. Cette réduction des informations va également réduire la taille du fichier au final. Il est ainsi possible de convertir les vidéos volumineuses dans une taille plus raisonnable.

Cette réduction ne concerne toutefois que le débit binaire et non la fréquence d'images. Les images statiques peuvent être enregistrées à un débit binaire plus faible sans perte de qualité visible, les images d'action turbulentes nécessitent un débit binaire plus élevé, car les changements dans l'image sont plus rapides. La fréquence d'images reste cependant le même dans tous les cas : 25 fps (en Europe).

En principe, il est recommandé d'utiliser un codec récent proposant un débit binaire variable. C'est le cas, par exemple, du format de fichier MP4. Ici aussi, le fonctionnement peut être délimitée de manière très précise. Ainsi, comme nous l'avons dit, vous pouvez entrer un débit moyen qui constitue une valeur moyenne sur laquelle le codec se base.

Les valeurs que vous devez définir ici dépendent de votre enregistrement et ne peuvent pas être indiquées de manière générale. Néanmoins, nous aimerions mentionner une valeur empirique à ce stade : si vous réduisez le débit binaire maximum de 24 000 à 6 000 kbit/s et le débit binaire moyen de 19 000 à 3 800 kbit/s, vous économisez un volume de données important et obtenez (avec une résolution de 1 280 x 720 pixels) un bon résultat dans la plupart des cas.

Mais souvent, vous ne pouvez pas éviter de faire vos propres séries de tests. Il convient alors de créer un projet test et d'exporter un extrait représentatif de 10 secondes avec différents réglages. Visionnez ensuite les résultats, extrapolez-les à la durée totale et choisissez le réglage de codec que vous souhaitez utiliser pour la vidéo complète.

Dernier point mais non des moindres : la piste audio joue bien sûr aussi un certain rôle dans la réduction de la taille de la vidéo, même si la taille des fichiers audio est nettement inférieure à celle des fichiers vidéo.

Lorsque vous sélectionnez un format d'exportation pour votre vidéo, un codec audio va aussi être utilisé avec le codec vidéo (le AAC pour le format MP4). Dans les paramètres de l'encodeur, vous pouvez également modifier les valeurs prédéfinies du codec audio. Par exemple, il peut être utile d'augmenter le débit binaire de 128 kBit/s à 192 kBit d'une vidéo musicale afin d'obtenir une meilleure qualité sonore. Bien sûr, cela augmente aussi la taille du fichier, mais de peu.