La norme MPEG-5 LCEVC réduit de 40% le débit de n’importe quel codec vidéo, pour une qualité d'image améliorée

[EDITION ABONNES] Dernière en date des normes de codage vidéo développées par le comité MPEG de l'organisme ISO/CEI, la spécification MPEG-5 Part 2 LCEVC (Low Complexity Enhancement Video Coding) a atteint le stade ultime avant publication officielle, celui de projet final de norme internationale (FDIS, Final Draft International Standard). ...L’annonce en a été faite par la société V-Nova qui a coprésidé les travaux de développement et apporté une contribution majeure à la technologie sous-jacente.

La spécification MPEG-5 Part 2 LCEVC est décrite comme la première norme adoubée au niveau international pour l’amélioration de n’importe quel schéma de compression vidéo existant ou à venir. A ce titre, elle a la capacité d’améliorer les performances de compression de tout codec vidéo (AVC, HEVC, AV1, EVC ou VVC) en s'intégrant à n'importe quelle chaîne d'encodage existante, l'objectif étant d'atteindre une qualité d’image améliorée à des débits binaires jusqu'à 40% inférieurs, que ce soit pour la diffusion vidéo en direct et pour la vidéo à la demande. En outre, la spécification LCEVC améliorerait d’un facteur deux à quatre l'efficacité des traitements à l’encodage et ce tout en conservant la compatibilité avec le parc d’équipements existants compatibles avec la norme « améliorée ». (Ces équipements continueraient de décoder uniquement les flux compressés selon la norme de base.)

Les fournisseurs de services, quant à eux, devraient pouvoir améliorer la qualité de l'expérience utilisateur sans avoir à dupliquer les workflows et sans attendre le remplacement du parc de récepteurs existant. Au global, les retombées de la spécification LCEVC pourraient se faire sentir dans des domaines comme la diffusion de sports en direct, les réseaux sociaux multimédias, les visioconférences (en particulier dans le secteur médical toujours en quête de résolutions vidéo améliorées… à bande passante constante) et les services de diffusion TV classiques. « Nous avons évalué les améliorations apportées par la technologie LCEVC sur nos encodeurs AVC et HEVC et nous avons été très impressionnés par les résultats, en particulier pour les nouveaux cas d’utilisation majeurs comme la diffusion 8K, indique Thomas Kramer, vice-président produits chez MainConcept, fournisseur réputé de codecs vidéo. LCEVC est la définition même d'une technologie conçue pour résister à l'épreuve du temps grâce à sa capacité à s’intégrer aux codecs existants mais aussi à ceux qui émergeront dans le futur. »

On notera que V-Nova propose déjà une implémentation concrète de la spécification MPEG-5 Part 2 LCEVC sous la forme d’une bibliothèque optimisée pour l’encodage et le décodage de flux vidéo améliorés grâce à cette technologie.

Dans le détail, la technologie LCEVC fonctionne en encodant, d’un côté, une version de résolution inférieure d'une image source via n'importe quel codec existant (le codec de base) et, de l’autre, la différence entre l'image de résolution inférieure reconstruite et la source en utilisant une méthode de compression différente (l'amélioration). Les détails qui « font la différence » avec la source sont compressés efficacement et rapidement avec LCEVC, qui utilise des outils spécifiques conçus pour coder ces données résiduelles. En fait, l'encodeur LCEVC compresse les informations résiduelles sur au moins deux couches, l’une à la résolution utilisée par le codec de base, afin de corriger les artefacts causés par ce processus de compression, et l’autre à la résolution de l’image source qui ajoute des détails pour reconstruire les images de sortie. Entre les deux reconstructions, l'image est « upscalée » à l'aide d'un suréchantillonneur normatif ou d'un suréchantillonneur personnalisé spécifié par l’encodeur dans le flux binaire.

En outre, la technologie LCEVC effectue certaines opérations non linéaires appelées « prédiction résiduelle », qui améliorent encore le processus de reconstruction précédant l'addition résiduelle, ce qui conduit au final à un upscaling intelligent adapté au contenu (c’est-à-dire piloté par l’encodeur) de faible complexité.

Selon ses promoteurs, LCEVC est un codec d'amélioration. Il ne se contente pas de suréchantillonner de façon correcte mais encode également les informations résiduelles nécessaires à une vraie fidélité à la source et les compressent (en les transformant, en les quantifiant et en les codant). Il peut également produire des reconstructions mathématiques sans perte, ce qui signifie que toutes les informations peuvent être codées et transmises et l'image parfaitement reconstruite.