Qu'est-ce que le codec AV1? Comment réduit-il la taille des fichiers ?

Si vous suivez la scène du streaming multimédia depuis plusieurs années, vous avez peut-être constaté beaucoup d'enthousiasme autour des rumeurs de prise en charge du codec AV1. Bien qu’il s’agisse effectivement d’un grand pas en avant par rapport aux codecs comme H264 et VP9, ​​l’histoire est bien plus que cela. AV1, également connu sous le nom d'AOMedia Video 1, a été lancé pour la première fois en mars 2018, et son adoption dans l'industrie a été lente. C'est toute l'histoire d'AV1, comment il s'améliore par rapport à VP9 et H.264 et pourquoi c'est un gros problème.

Qu’est-ce que l’AV1?

AV1 est un codec développé par l'Alliance for Open Media, un conglomérat regroupant une tonne de sociétés différentes dans le domaine technologique. Ses principaux avantages sont qu'il est libre de droits (les entreprises peuvent donc l'implémenter gratuitement dans leurs logiciels) et qu'il permet d'immenses économies par rapport à VP9 et H264. Facebook Engineering a mené des tests en 2018, concluant que l'encodeur de référence AV1 a atteint 34 %, Compression des données 46,2 % et 50,3 % supérieure à celle de libvpx-vp9, du profil x264 High et du profil x264 Main, respectivement. Cela signifie que pour ceux qui utilisent des connexions plus lentes, vous pourrez peut-être profiter d'une qualité supérieure à celle à laquelle vous êtes habitué. vers, et pour ceux qui utilisent des connexions plus rapides, vous pourrez obtenir un débit binaire encore plus élevé sur la même connexion vitesse.

Le premier chipset de smartphone à prendre en charge le décodage AV1 était le MediaTek Dimensity 1000, qui prenait en charge jusqu'à 4K 60 FPS. La série Nvidia Geforce 3000 prenait en charge le décodage, le nouvelle série Nvidia Geforce 4000 prend en charge à la fois l'encodage et le décodage, et les Exynos 2100/2200 de Samsung prennent également en charge le décodage AV1. Plus tard, le Qualcomm Snapdragon 8 Gen 2 apporté la prise en charge du décodage AV1, et c'est la rumeur dit que le prochain Tensor G3 prendra en charge AV1 codage aussi. La prise en charge augmente lentement dans l'industrie et le chipset du Chromecast HD prend également en charge le décodage AV1. Nous avons contacté Google pour obtenir des commentaires et on nous a dit que le Chromecast avec Google TV (HD) prend en charge AV1.

Non seulement cela, mais YouTube sur ordinateur prend également en charge AV1, et vous pouvez l'activer dans les paramètres de votre compte tant que vous utilisez un navigateur compatible. En fait, l'entreprise a a conçu son propre silicium pour l'encodage de la vidéo AV1 qui sera utilisée dans les centres de données pour YouTube. La puce, nommée « Argos », est une unité de codage vidéo (trans) (VCU) de deuxième génération qui convertit les vidéos téléchargé sur la plateforme dans différents formats de compression et les optimise pour différents écrans tailles. Google affirme que son nouveau Argos VCU peut gérer les vidéos 20 à 33 fois plus efficacement que les serveurs conventionnels.

L'histoire d'AV1

Le contexte derrière AV1 et la raison pour laquelle il a été créé sont également importants. VP9 est un codec libre de droits développé par Google que tout le monde peut utiliser et, comme il est libre de droits, il peut être implémenté sur n'importe quelle plate-forme ou service qui le souhaite. YouTube a utilisé le codec sur n'importe quel appareil capable de le prendre en charge (cela signifiait de grosses économies pour Google grâce à une bande passante réduite), et il a même été adopté par des services de vidéo à la demande tels que Netflix, Twitch et Viméo.

Cependant, comme Google a tout intérêt à adopter de meilleurs algorithmes de compression pour réduire l'utilisation de la bande passante de ses centres de données, il a commencé à travailler sur VP10, le successeur de VP9. Une légère augmentation de la compression vidéo par vidéo peut entraîner d'énormes économies et une amélioration majeure de l'expérience utilisateur lorsque vous comptez des milliards de minutes vidéo. Google a annoncé qu'il prévoyait de publier VP10 en 2016, puis de publier une mise à jour tous les 18 mois pour assurer une progression constante. C'est arrivé au point où Google a même commencé à publier du code pour VP10, mais la société a annoncé l'annulation de VP10 et a formé à la place l'Alliance for Open Media (AOMedia).

L'Alliance for Open Media regroupe tout le monde, depuis les concepteurs de processeurs (AMD, Arm, Broadcom, Chips&Media, Intel, Nvidia) jusqu'aux navigateurs. développeurs (Google, Microsoft et Mozilla), aux services de streaming et de vidéoconférence (Adobe, Amazon, BBC R&D, Cisco, Netflix, Youtube). Toutes ces sociétés ont proposé une forme de support à AV1, que ce soit via des décodeurs matériels. introduit dans les chipsets, l'implémentation de décodeurs dans les navigateurs, ou encore l'utilisation du codec sur le streaming prestations de service.

AV1 contre HEVC/H265

La plus grande différence entre AV1 et HEVC (High-Efficiency Video Coding), également connu sous le nom de H.265, réside dans la licence. Afin de livrer un produit avec prise en charge HEVC, vous devez acquérir des licences auprès d'au moins quatre pools de brevets (MPEG LA, HEVC Advance, Technicolor, et Velos Media), ainsi que de nombreuses autres sociétés, dont beaucoup n'offrent pas de conditions de licence standard, ce qui vous oblige à négocier termes.

Ces redevances élevées étaient déjà problématiques pour des produits comme Google Chrome, Opera, Netflix, Amazon Video, Cisco WebEx Connect, Skype et autres, et ils excluent complètement HEVC comme option pour des projets comme Mozilla Firefox. En effet, cela va à l'encontre de plusieurs valeurs fondamentales du projet Firefox: Firefox doit être libre de droits pour pouvoir être intégré à de nombreux projets FOSS, ce que l'utilisation de HEVC l'empêcherait de l'être; et Mozilla croit en un Web libre et ouvert, et cela n’est pas possible si vous promouvez des normes grevées de brevets. Même en ignorant ces deux problèmes, Mozilla ne peut tout simplement pas se permettre de gaspiller des centaines de millions de dollars en redevances et tout ce temps à négocier les accords de licence nécessaires.

Un fait amusant également, ces mêmes problèmes sont ce qui a empêché Firefox (et Chromium) d'inclure la lecture native H.264 sur de nombreuses plates-formes jusqu'à il y a quelques années... et cela nécessite toujours un plugin sous Linux. Il est peu probable que Firefox soit capable de prendre en charge HEVC avant l'expiration de ses brevets dans les années 2030 (ou peut-être même plus tard). Même à ce jour, Firefox ne prend en charge que H.264 de manière native grâce à la proposition de Cisco de payer tous les frais de licence pour Mozilla via OpenH264, afin de standardiser le H.264 pour le streaming sur le marché jusqu'au codec de nouvelle génération était prêt. Sur le Guide des codecs vidéo Mozilla, la société affirme que "Mozilla ne prendra pas en charge HEVC tant qu'il est grevé de brevets". À ce jour, seulement Edge et Internet Explorer prennent en charge la lecture HEVC native, et uniquement sur du matériel spécifique prenant en charge décodage.

En termes d’efficacité, les deux codecs s’affrontent. Leur efficacité est généralement comparable (bien que des tests aient montré que AV1 était légèrement en avance), mais il y a un hic: l'encodage de AV1 prend généralement beaucoup plus de temps, en raison du manque d'encodage matériel. capacités. L'Université de Waterloo a découvert en 2020 que si l'AV1 offrait une économie de débit binaire de 9,5 % par rapport au HEVC pour l'encodage d'une vidéo 4K, l'encodage des vidéos AV1 prenait également 590 fois plus de temps que l'AVC. En revanche, HEVC n’a pris que 4,2 fois plus de temps. Ces tests ont évidemment été exécutés assez tôt dans la vie d'AV1, lorsque le support matériel n'était pas vraiment disponible.

L'avenir de l'AV1

Il semble probable que AV1 ouvrira la voie à la lecture vidéo compressée de haute qualité, car de plus en plus d'appareils prennent en charge le décodage matériel. Étant donné que HEVC n'est pris en charge que par un seul navigateur sur un ordinateur de bureau (maintenant qu'Internet Explorer est mort, de toute façon), AV1 est clairement le codec incontournable pour le futur en tant que successeur de VP9. Avec une prise en charge qui ne fera que croître, de plus en plus d'appareils finiront par l'utiliser. Il y a déjà quelques drapeaux d'expérimentation faisant référence à AV2 sur le référentiel AOM et à une « ancre de départ pour la recherche AV2 » qui a été engagé au référentiel l'année dernière, ce qui suggère que nous verrons également des itérations dans le futur.

Quant à ceux d'entre vous qui lorgnent sur un smartphone avec Android 14 préchargé (quand il sortira), vous serez heureux de savoir qu'il est probable il faudra un support AV1 prêt à l'emploi. Le Snapdragon 8 Gen 2 de Qualcomm et la série MediaTek Dimensity 9000 prennent tous deux en charge AV1, il n'y a donc plus vraiment de limitations matérielles dans ce sens.

Pourquoi AV1 est-il important pour les appareils de streaming comme le Google Chromecast HD?

Si vous envisagez d'acquérir le Google Chromecast HD, il y a une grande raison pour laquelle vous pourriez vous soucier de l'AV1: et ce sont les capacités de votre réseau. Si vous achetez la version HD au lieu de la version 4K, il y a probablement plusieurs raisons pour lesquelles vous feriez cela, et l'un d'entre eux pourrait être que votre Internet n'a pas la bande passante pour la 4K. streaming. Si tel est le cas, vous serez probablement soucieux de la bande passante de toute façon, et AV1 signifie que vous pouvez obtenir une vidéo à débit binaire plus élevé depuis votre Chromecast. Cela entraînera une meilleure qualité vidéo globale aux mêmes débits de données que ceux déjà pris en charge par votre Internet.

Mais ce n’est pas tout, et c’est sans doute une raison encore plus importante: c’est la première vraimentdongle TV grand public qui prend activement en charge AV1. Roku est courant dans une certaine mesure, mais plus difficile à obtenir dans certaines régions, et le Fire TV Stick 4K Max est actuellement la seule autre option. L'écosystème de Google pour ses dongles TV est de loin le plus étoffé de tous, et l'inclusion d'AV1 est également un gros problème pour cette raison. Cela le légitime en tant qu’option et pourrait également pousser d’autres entreprises à prendre en charge AV1 par d’autres moyens.