Si le titre de cet article ne vous fait pas déjà mal à la tête^{(head hurt)} , alors le reste le fera certainement. Eh bien^(Well) , j'espère que je peux l'expliquer d'une manière qui a du sens pour la personne non technique. J'écris cet article sur video/audio codecs becauseI que je me suis trouvé confus en essayant un jour de l'expliquer à un ami^{(friend one)} .

Qu'est-ce qu'un codec exactement ? Je sais que vous en avez besoin pour jouer un film ici et là, mais qu'est-ce que c'est vraiment ? Ce qui m'a vraiment troublé, ce sont tous les termes dont j'ai entendu parler, mais que je n'ai jamais vraiment compris : H.264 , DivX , MP4 , AVI , MPEG-2 , AVCHD , AAC , OGG , MKV , etc., etc. Étaient-ce tous des codecs ? Après de nombreuses lectures et apprentissages^{(reading and learning)} , j'ai réalisé que le monde des codecs audio et vidéo^{(audio and video codecs)} et des formats de conteneurs^{(container format)} est très déroutant. En fait, je ne connaissais même pas vraiment la différence entre un codec et un format de conteneur^{(container format)}jusqu'à ce que je commence mes recherches.

Je n'entrerai pas dans les détails, simplement parce que le sujet commence à devenir très laconique très rapidement. Vous souciez-vous vraiment si 1 heure de vidéo RAW non compressée 1080p 60 images par seconde consomme près de 500 Go d' espace de stockage^{(storage space)} ? Probablement pas.

Qu'est-ce qu'un codec ?

Qu'est-ce qu'un codec exactement et à quoi sert-il ? Dans les termes les plus simples possibles, un codec est un encodeur/décodeur ou, dans sa forme originale, un compresseur (co) – décompresseur^{(– decompressor)} (dec). C'est donc exactement ce que fait un codec : il prend un fichier numérique et le compresse (ou l'encode) pour le stockage et le décompresse (ou le décode) pour l'affichage ou le transcodage. Je vous dirai ce qu'est le transcodage un peu plus tard, ne nous confondons pas si tôt.

La chose importante à comprendre est qu'un codec est un peu comme une spécification de l'apparence du flux binaire. Qu'est-ce qu'un bitstream ? Pour ne pas devenir très technique, c'est la façon dont la séquence d'octets doit être organisée pour ce codec particulier. Chaque codec a un ensemble spécifique de directives. Par exemple, il peut spécifier la largeur, la hauteur, le format d'image, etc. Consultez cette page, mais ne lisez pas trop ou vous aurez mal à la tête :

http://www.cs.cf.ac.uk/Dave/Multimedia/node262.html

Comme il s'agit d'une spécification, il existe de nombreuses façons de convertir des données dans ce format. Par conséquent^(Hence) , il peut y avoir plusieurs encodeurs pour un codec. J'expliquerai plus sur les encodeurs dans la section Codecs populaires^{(Popular Codecs section)} ci- dessous.

Alors pourquoi avons-nous même besoin de toute cette compression et décompression^{(compression and decompression)} ? Eh bien^(Well) , comme je l'ai mentionné ci-dessus, un fichier RAW 1080p non compressé représente presque 500 Go pendant une heure seulement. Vous auriez besoin de votre propre centre de données pour stocker toutes vos vidéos familiales si tout était enregistré dans ce format. C'est là que les compressions entrent en jeu. Il existe différents types de compression, qui se traduisent par différents types de codecs. Alors, quels sont les codecs populaires ?

Codecs populaires

H.264  (MPEG-4 Part 10 AVC) - Ceci est également officiellement connu sous le nom de MPEG-4 Part 10 , mais H.264 est ce que vous entendez couramment. Oui, il y a aussi plusieurs noms pour la même chose. H.264 est de loin le format le plus populaire pour encoder des vidéos. H.264 offre le meilleur de tous les mondes : des tailles de fichiers plus petites avec une qualité supérieure.

Encore une fois^(Again) , rappelez-vous, H.264 n'est que le codec, vous ne trouverez aucun fichier avec des extensions .h264. C'est à cela que servent les formats de conteneur, ce que j'expliquerai dans la section ci-dessous. Ce codec est utilisé partout, des smartphones aux caméscopes numériques en passant par les disques Blu-ray^{(Blu-ray discs)} . Il est également utilisé pour diffuser de nombreuses vidéos Web aujourd'hui^{(web video today)} en raison de sa capacité à vous offrir une excellente qualité d'image^{(image quality)} avec un taux de compression élevé^{(compression ratio)} et un faible débit binaire^{(bit rate)} , ce qui signifie moins de pression sur les serveurs de streaming.

Il est également hautement pris en charge et sera probablement le codec le plus populaire pendant longtemps. Il est pris en charge par Apple , YouTube , HTML 5 et même dans Adobe Flash .

Le seul inconvénient du H.264 est que ses algorithmes de compression sont si bons qu'il est beaucoup plus lent d'encoder une vidéo dans ce format. Vous en saurez plus à ce sujet lorsque nous parlerons du transcodage ci-dessous.

Comme je l'avais mentionné ci-dessus, il existe plusieurs encodeurs pour un seul codec. Pour le codec H.264^{(H.264 codec)} , l'un des encodeurs les plus populaires est x264 de VideoLAN , les mêmes personnes qui créent VLC Media Player . x264 est gratuit et open source, mais il existe également de nombreux encodeurs H.264 commerciaux. ^(H.264)Peu importe comment le flux vidéo^{(video stream)} est converti dans ce format, n'importe quel décodeur H.264^{(H.264 decoder)} (comme VLC ) pourra voir le fichier.

MPEG-2 – Vous avez encore une grande collection de DVD^{(DVD collection)} ? Tout est fait en utilisant le codec MPEG-2^{(MPEG-2 codec)} . C'est assez ancien, mais très courant. L'autre endroit où vous trouvez la compression MPEG-2^{(MPEG-2 compression)} est lorsque vous regardez ces chaînes HD diffusées en direct. C'est toute la compression MPEG-2^{(MPEG-2 compression)} . Des choses intéressantes à savoir, non ?

Étant donné que l'algorithme de compression utilisant MPEG-2 est largement inférieur à H.264 , il a l'avantage d'être beaucoup plus rapide à encoder. Cependant, cela n'a jamais fonctionné pour le streaming Web^{(web streaming)} car à un débit binaire inférieur, la qualité chuterait rapidement et vous vous retrouveriez avec une vidéo pixélisée. C'est pourquoi ils ont proposé MPEG-4 Part 2 .

MPEG-4 Partie 2^{(MPEG-4 Part 2)} – Vous vous souvenez probablement de l'époque où tout parlait de DivX et Xvid,^{(DivX and Xvid)} n'est-ce pas ? Il s'agissait d'encodeurs pour le format MPEG-4 Part 2^{(MPEG-4 Part 2)} , alias H.263 . De nombreux films que vous avez téléchargés à l'époque ont été compressés à l'aide de ce codec, car il vous offrait une bonne taille de fichier^{(file size)} et maintenait une qualité raisonnable. Cependant, le seul problème majeur est que le contenu haute définition^{(high-definition content)} souffrait toujours en termes de qualité d'image^{(image quality)} et c'est là que le H.264 que j'évoquais plus haut a pris le relais.

Windows Media Video - Il s'agit essentiellement de la version Microsoft des codecs MPEG-4^{(MPEG-4 codecs)} . WMV 7 a été introduit en 1999 et était une copie de MPEG-4 Part 2 . Plus tard, WMV 8 et 9 sont arrivés, suivis de VC-1 , un codec qui copie principalement MPEG-4 Part 10 et est actuellement également utilisé dans les disques Blu-ray^{(Blu-ray discs)} . Les seuls autres endroits où vous voyez WMV et VC-1 sont principalement dans des produits liés à Microsoft tels que ^(Microsoft)Windows Movie Maker , Silverlight , HD DVD et Microsoft Expression Encoder^{(HD DVD and Microsoft Expression Encoder)} , etc.

Ce ne sont que les codecs vidéo^{(video codecs)} populaires , vous avez également vos codecs audio, qui entrent en jeu lorsque nous parlons de conteneurs ci-dessous. Les codecs audio populaires incluent FLAC , AC3 , Dolby Digital Plus , DTS-HD , ALAC , etc. Comme pour la vidéo, les codecs audio ont leurs propres formats de conteneur comme AIFF , WAV , etc.

Ce ne sont en aucun cas tous les codecs disponibles, c'est juste une liste de certains des plus populaires. Parlons maintenant des formats de conteneurs.

Formats de conteneurs

Lorsque vous lisez un fichier dans Windows Media Player ou VLC^{(Windows Media Player or VLC)} ou Quicktime ou quel que soit le lecteur multimédia de votre choix, vous ouvrez généralement un format de conteneur^{(container format)} . Un format de conteneur ou wrapper^{(container format or wrapper)} est essentiellement un package d'un ou plusieurs codecs, vidéo ou audio^{(video or audio)} ou les deux. Un conteneur est utilisé pour ajouter de l'audio à la vidéo et pour s'assurer que l' audio et la vidéo^{(audio and video)} sont parfaitement synchronisés. Le conteneur contiendra également d'autres informations nécessaires à un serveur de streaming^{(streaming server)} ou au lecteur multimédia. Les flux binaires vidéo et audio sont simplement enveloppés dans un autre flux binaire.

Les formats de conteneurs^(Container) sont l'endroit où vous voyez les extensions de fichiers courantes que nous utilisons tous, comme MP4 , MOV , WMV , AVI , etc. Passons en revue certains des conteneurs les plus courants :

MP4 - Vous avez probablement téléchargé une chanson qui avait une extension .MP4, qui est un wrapper pour de nombreux codecs vidéo et audio. Le plus souvent, il est utilisé pour envelopper la vidéo H.264 et^{(H.264 video and AAC)} l'audio encodé AAC. Il prend également en charge les codecs vidéo MPEG-4 Part 2 et MPEG-2^{(MPEG-2 video)} . De plus, l'audio peut être encodé à l'aide d'autres codecs autres que AAC .

AVI – Il s'agit d'un format de conteneur Microsoft^{(Microsoft container)} datant de 1992. Il était très populaire à mon époque et il existe encore un peu. Si vous effectuez un encodage, vous ne devriez plus jamais utiliser le format de conteneur AVI . ^{(AVI container)}Premièrement, il ne prend pas en charge les nouveaux codecs comme H.264 . Il a également quelques autres problèmes majeurs, c'est pourquoi il n'est plus utilisé.

ASF – Le format Advanced Systems Format de Microsoft^{(Microsoft don)} n'utilise normalement pas l' extension de fichier .ASF^{(.ASF file extension)} . Au lieu de cela, vous verrez que la plupart des conteneurs ASF utilisent .WMA ou .WMV. Vous verrez ces fichiers si vous utilisez tous les produits Microsoft . Une fois que vous quittez le monde Microsoft^{(Microsoft world)} , vous rencontrerez des problèmes de lecture des fichiers, surtout si vous utilisez le codec H.264^{(H.264 codec)} .

AVCHD – AVCHD est le ^(AVCHD)format de conteneur^{(container format)} le plus courant pour les caméscopes HD. La vidéo sera normalement en H.264 avec audio AC3^(AC3) ( Dolby Digital ) ou ^{(Dolby Digital)}PCM linéaire .

MKV – Télécharger^(Download) un film dernièrement ? C'est probablement au format conteneur MKV^{(MKV container)} , qui contient des fichiers vidéo H.264 . ^{(H.264 video)}De nombreux outils prennent en charge MKV comme Boxee , PS3 Media Server , XMBC , VLC , etc., mais ce n'est pas encore aussi largement pris en charge que d'autres formats de conteneurs.

FLV – Il s'agit d' Adobe Flash , qui prend en charge de nombreux codecs différents, les plus courants étant H.264 et AAC^{(H.264 and AAC)} . La vidéo Flash^{(Flash video)} est l'un des moyens les plus populaires de diffuser des vidéos sur Internet . Il perd du terrain^{(losing ground)} à cause de HTML 5 et du fait qu'Apple^(Apple) ne laissera pas flash^{(let flash)} fonctionner sur aucun de ses iDevice, mais c'est encore très courant.

Il existe d'autres formats de conteneurs tels que le format de fichier QuickTime^{(QuickTime File Format)} , OGG , WebM , etc., mais vous obtenez en quelque sorte l'image maintenant.

Transcodage

La dernière chose à comprendre à propos de tout cela est que vous devrez probablement convertir cette vidéo AVCHD^{(AVCHD video)} que vous avez téléchargée depuis votre caméscope dans un format différent que vous pourrez ensuite importer dans iTunes et lire sur votre iPhone. Comme il existe de nombreux codecs et formats de conteneurs^{(codecs and container formats)} et que chaque format de conteneur^{(container format)} peut avoir différentes combinaisons de codecs vidéo et audio, vous avez besoin d'un transcodeur pour obtenir le type de fichier que vous souhaitez pour votre appareil particulier.

Il existe de nombreux transcodeurs ou convertisseurs vidéo : HandBrake , FFmpeg , SUPER , VirtualDub , etc. Certains sont payants et d'autres sont des outils open source gratuits. Certains outils, comme HandBrake , vous donnent des préréglages afin que vous puissiez simplement choisir votre fichier source^{(source file)} et choisir un format de sortie^{(output format)} comme iPod ou iPhone^{(iPod or iPhone)} et cliquer sur Démarrer^(Start) . Il choisira tous les paramètres, conteneur, codec, etc. pour vous. Cependant, j'espère qu'après avoir lu cet article, vous comprenez maintenant un peu plus et pouvez convertir des vidéos entre les formats et comprendre un peu mieux le processus sous-jacent. Prendre plaisir!

OTT Guide to Codecs, Container Formats and Transcoding

If the title of this article doesn’t already make your head hurt, then the rest of it definitely will. Well, hopefully I can explain it in a way that makes sense to the non-teсhnical person. I am writing this article about video/aυdio сodecs becauseI found myself confused when trying to explain it to a friend one daу.

What exactly is a codec? I know you need them to play a movie here and there, but what the heck is it really? What really confused me were all the terms I’ve heard of, but never really understood: H.264, DivX, MP4, AVI, MPEG-2, AVCHD, AAC, OGG, MKV, etc, etc. Were these all codecs? After much reading and learning, I realized that the world of audio and video codecs and container formats is very confusing. Actually, I really didn’t even know the difference between a codec and a container format until I started researching.

I won’t be going into much detail, just because the topic starts to become very terse very fast. Do you really care if 1 hour of RAW uncompressed 1080p 60 frames per second video eats up almost 500 GB of storage space? Probably not.

What is a Codec?

So what exactly is a codec and what does it do? In the most simple terms possible, a codec is an encoder/decoder or, in it’s original form, a compressor (co) – decompressor (dec). So that is exactly what a codec does: it takes a digital file and compresses it (or encodes it) for storage and decompresses it (or decodes it) for viewing or transcoding. I’ll tell you what transcoding is a little bit later on, let’s not confuse ourselves this early on.

The important thing to understand is that a codec is kind of like a specification of how the bitstream should look. What is a bitstream? To not get very technical, it’s how the sequence of bytes should be arranged for that particular codec. Each codec has a specific set of guidelines. For example, it can specify the width, height, aspect ratio, etc. Check out this page, but don’t read too much or your head will hurt:

http://www.cs.cf.ac.uk/Dave/Multimedia/node262.html

Because it’s a specification, there can me many ways to convert data into that format. Hence, there can be many encoders for one codec. I’ll explain more about encoders in the Popular Codecs section below.

So why do we even need all this compression and decompression? Well like I mentioned above, a RAW uncompressed 1080p file is almost a whopping 500GB for just one hour. You would need your own data center to store all your family videos if everything was recorded in that format. That’s where compressions comes into play. There are different types of compression, which translates into different types of codecs. So what are some popular codecs?

Popular Codecs

H.264 (MPEG-4 Part 10 AVC) – This is also officially known as MPEG-4 Part 10, but H.264 is what you commonly hear. Yes, there are also multiple names for the same thing. H.264 is by far the most popular format for encoding videos. H.264 offers the best of all worlds: smaller file sizes with higher quality.

Again, remember, H.264 is just the codec, you won’t find any files with .h264 extensions. That’s what container formats are for, which I’ll explain in the section below. This codec is used all over the place from smartphones to digital camcorders to Blu-ray discs. It’s also used for delivering a lot of web video today because of it’s ability to give you great image quality with a high compression ratio and a low bit rate, meaning less strain on streaming servers.

It’s also highly supported and probably will be the most popular codec for a long time to come. It’s supported by Apple, YouTube, HTML 5, and even in Adobe Flash.

The only downside to H.264 is that it’s algorithms for compression are so good, it’s a lot slower to encode a video into this format. You’ll find out more about that when we talk about transcoding down below.

As I had mentioned above, there are multiple encoders for a single codec. For the H.264 codec, one of the most popular encoders is x264 from VideoLAN, the same people who create VLC Media Player. x264 is free and open-source, but there are many commercial H.264 encoders also. It doesn’t matter how the video stream gets converted into this format, any H.264 decoder (like VLC) will be able to view the file.

MPEG-2 – Still have a large DVD collection? That’s all done using the MPEG-2 codec. It’s pretty old, but very common. The other place where you find MPEG-2 compression is when you watch those HD channels broadcast over-the-air. That’s all MPEG-2 compression. Interesting stuff to know, right?

Since the algorithm for compression using MPEG-2 is vastly inferior to H.264, it’s got the advantage of being a lot faster to encode. However, it never worked for web streaming because at a lower bitrate, the quality would quickly nosedive and you’d end up with pixelated video. That’s why they came up with MPEG-4 Part 2.

MPEG-4 Part 2 – You probably remember the days when everything talked about DivX and Xvid right? Those were encoders for the MPEG-4 Part 2 format, aka H.263. A lot of movies that you downloaded back in the day were compressed using this codec because it gave you a good file size and maintained reasonable quality. However, the only major problem is that high-definition content still suffered in terms of image quality and that’s where H.264 that I mentioned above took over.

Windows Media Video – This is basically Microsoft’s version of the MPEG-4 codecs. WMV 7 was introduced in 1999 and was a copy of MPEG-4 Part 2. Later on, WMV 8 and 9 came, followed by VC-1, a codec that mostly copies MPEG-4 Part 10 and is currently used in Blu-ray discs too. The only other places you see WMV and VC-1 are mostly in Microsoft related products like Windows Movie Maker, Silverlight, HD DVD and Microsoft Expression Encoder, etc.

These are just the popular video codecs, you also have your audio codecs, which come into play when we talk about containers below. Popular audio codecs include FLAC, AC3, Dolby Digital Plus, DTS-HD, ALAC, etc. As with video, audio codecs have their own container formats like AIFF, WAV, etc.

These are not by any means all the codecs out there, it’s just a list of some of the most popular ones. Now let’s talk about container formats.

Container Formats

When you play a file in Windows Media Player or VLC or Quicktime or whatever your media player of choice, you’re usually opening a container format. A container format or wrapper is basically package of one or more codecs, video or audio or both. A container is used to add audio along with video and to make sure the audio and video are synchronized perfectly. The container will also contain other information needed by a streaming server or by the media player. The video and audio bitstreams are just wrapped in another bitstream.

Container formats are where you see the common file extensions we are all used too like MP4, MOV, WMV, AVI, etc. Let’s go through some of the most common containers:

MP4 – You’ve probably downloaded a song that had an .MP4 extension, which is a wrapper for an many video and audio codecs. Most commonly, it’s used to wrap H.264 video and AAC encoded audio. It also supports MPEG-4 Part 2 and MPEG-2 video codecs also. Also, audio can be encoded using other codecs other than AAC.

AVI – This is a Microsoft container format from 1992. It was very popular back in my day and it’s still around quite a bit. If you do any encoding, you should never use the AVI container format anymore. Firstly, it doesn’t support newer codecs like H.264. It also has a few other major problems which is why it’s not used anymore.

ASF – The Advanced Systems Format by Microsoft don’t normally use the .ASF file extension. Instead you’ll see most ASF containers use .WMA or .WMV. You’ll see these files around if you’re using all Microsoft products. Once you leave the Microsoft world, you’ll run into issues playing back the files, especially if you use the H.264 codec.

AVCHD – AVCHD is the most common container format for HD camcorders. The video is normally going to be H.264 with AC3 (Dolby Digital) audio or Linear PCM.

MKV – Download a movie lately? It’s probably in the MKV container format, which houses H.264 video files. Quite a few tools support MKV like Boxee, PS3 Media Server, XMBC, VLC, etc, but it’s not as widely supported as other container formats just yet.

FLV – This is Adobe Flash, which supports many different codecs, most common being H.264 and AAC. Flash video is one of the most popular ways videos are streamed over the Internet. It’s losing ground because of HTML 5 and the fact that Apple won’t let flash run on any of it’s iDevice’s, but it’s still very common.

There are other container formats like the QuickTime File Format, OGG, WebM, etc, but you kind of get the picture now.

Transcoding

The last thing to understand about all this is that you probably will have to convert that AVCHD video you downloaded from your camcorder to a different format that you can then import into iTunes and play on your iPhone. Since there are so many codecs and container formats and each container format can have different combinations of video and audio codecs, you need a transcoder to get you the type of file you want for your particular device.

There are many transcoders aka video converters out there: HandBrake, FFmpeg, SUPER, VirtualDub, etc. Some are paid and some are free open-source tools. Some tools, like HandBrake, give you presets so you can simply choose your source file and pick an output format like iPod or iPhone and click Start. It’ll choose all the settings, container, codec, etc for you. However, hopefully after reading this post, you now understand a little bit more and can go about converting videos between formats and understand the underlying process a little better. Enjoy!

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