Fichiers Audio et Vidéo - Le site de Mika, site perso de Mickaël

Fichiers Audio et Vidéo - Le site de Mika, site perso de Mickaël
Fichiers Audio et Vidéo
Formats, caractéristiques,
compatibilités et conversions
Mickaël MARCHAL – Téléchargé sur http://www.lesitedemika.org
Sommaire
• Les fichiers audio
–
–
–
–
Concepts
Qualité sonore
Formats de fichiers
Récapitulatif
• Les fichiers vidéo
–
–
–
–
Concepts
Les conteneurs
Les formats de fichiers
Récapitulatif
Les fichiers audio : concepts
Un peu de physique…
• Le son est une somme de vibrations, produites par des
cordes vocales, un haut-parleur, etc…
Vibrations sonores
• Ces vibrations ont une fréquence, mesurée en Hertz
• L’oreille humaine est un récepteur ne percevant que
certaines fréquences : la bande 20Hz – 20Khz
Le son numérique
• Les vibrations sont codées dans un fichier par une suite
de 0 et de 1 (langage binaire)
• Pour l’encoder, on « mesure » la hauteur de la courbe
sonore des milliers de fois par seconde. C’est
l’échantillonnage
Vibrations sonores
Son codé numériquement
Codage très volumineux : 1 min de CD Audio = 8,5Mo !
Une solution : la compression !
1 min de MP3 = 1Mo
La compression du son
• Supprimer les hautes fréquences quasiment inaudibles
• Supprimer les vibrations parasites
• Diminuer la fréquence d’échantillonnage
/!\ Diminue fortement le rendu sonore
• La solution : le VBR (Variable Bit Rate)
la fréquence d’échantillonnage s’adapte au son
Mesurer la qualité du son
• Fréquence d’échantillonnage
= nombre de mesures prises par seconde
entre 8KHz et 44KHz
• Résolution sonore
= précision de l’échelle de mesure d’un échantillon
8, 16 ou 32 bits
• Stéréophonie
Son mono, full stereo, joint stereo…
On obtient un débit, mesuré en Kbit/s,
représentatif de la qualité sonore.
(En VBR, le débit est différent à chaque instant)
Valeurs typiques
• Un CD : 1440 Kbit/s
• Un fichier MP3 compressé au minimum : 320 Kbit/s
• Qualité correcte au format MP3 : 128 ou 192 Kbit/s
• Un fichier MP3 compressé au maximum : 64 Kbit/s
• Un son de qualité téléphonique : 32 Kbit/s
D’autres concepts…
• Le Streaming
– Utilisé principalement par les Webradios
– Permet la diffusion et l’écoute en direct du fichier
audio ou vidéo. On parle de Flux Audio / Vidéo.
• Les DRM (Digital Rights Management)
– Système de contrôle des fichiers audio et vidéo.
– Permet de limiter ou d’empêcher la copie,
l’enregistrement et même la lecture.
– Utilisé sur les boutiques de musique en ligne (iTunes,
VirginMusic, etc…)
Les fichiers audio : formats
Formats audio
On recense environ 50 formats audio
différents dans le monde, plus ou moins
utilisés.
Aujourd’hui, 98% des fichiers audio sont de
l’un des 8 principaux formats :
WAV MID MP3 WMA
AAC OGG AIFF RA
Le Format WAVE (.wav)
Format audio « basique »
développé par Microsoft
Encodage et décodage immédiats, sans compression
+ Qualité sonore incomparable
+ Compatible avec tous les lecteurs audio
– Taille des fichiers très importante : à ne pas utiliser pour
la diffusion par Internet !
Le Format MIDI (.mid)
Format audio particulier !
Pas de « son », mais une succession de notes (équivalent au son
produit par un synthétiseur).
Le son est synthétisé par l’ordinateur et dépend de la
qualité du matériel audio.
+ Taille de fichier extrêmement réduite
– Impossibilité de retranscrire la voix dans ce format
Le Format MP3 (.mp3)
Le format le plus répandu actuellement.
Le son est compressé avec pertes (qualité sonore plus ou
moins bonne selon le débit).
+ Compatible avec presque tous les logiciels existants
+ Idéal pour la diffusion libre par Internet
– Pas de gestion des droits d’accès (DRM)
– Pas de streaming
Le Windows Media Audio (.wma)
Alternative au MP3, plus souple mais moins répandu
crée par Microsoft.
+ De nombreuses déclinaisons (Compressé, non
compressé, avec ou sans DRM, streaming)
+ Généralement adapté à la diffusion par Internet (selon les
déclinaisons)
– Uniquement Compatible avec les logiciels Microsoft.
L’Advanced Audio Coding (.aac)
Concurrent direct du WMA
crée par Apple
Sa raison d’être : iPod et iTunes
+ Son compressé mais de très bonne qualité
+ Possibilité de DRM : Fairplay
– Compatible avec très peu d’applications
L’OGG Vorbis (.ogg)
Amélioration du MP3
librement exploitable et entièrement gratuit.
+ Bonne compression, très bonne qualité sonore
– Compatible avec très peu d’applications
Le Real Audio (.ra)
Pour la diffusion sur le Web
introduit par RealMedia.
Uniquement destiné à la diffusion par Internet
+ Bonne possibilité de compression
– Peu manipulable, peu compatible avec d’autres logiciels
(à part RealPlayer)
Le CD Audio (.cda)
Uniquement utilisé sur les CD Audio
pour représenter les pistes du CD.
Les pistes sont en fait au format WAV.
+ Meilleure qualité possible, aucune compression
– Exploitable en lecture seulement
– Ce n’est pas un fichier à proprement parler. Un logiciel
est requis pour extraire le fichier WAV.
En résumé…
Nom
Taille de
fichier
Possibilité de
streaming
Possibilité de
DRM
WAV
Non
Non
MID
Non
Non
MP3
Non
Non
WMA
Oui
Oui
AAC
Non
Oui
OGG
Oui
Non
RA
Oui
Non
Non
Non
CDA
Qualité sonore
Compatibilité
Diffusion sur
Internet
0
Les fichiers vidéo : concepts
Problématiques
La vidéo : une succession d’images
Fichiers très volumineux !
Comment compresser un fichier vidéo ?
Une vidéo possède souvent une bande sonore,
des sous titres, des chapitres...
Comment lier toutes ces informations dans un
même fichier ?
La compression vidéo
• Compression des images
On réduit la taille des images, et on les compresse au format JPEG.
Inconvénient : on perd en qualité d’image
• Suppression des informations inutiles
On supprime les éléments identiques d’une image à l’autre, pour ne
garder que les parties en mouvement de l’image.
Inconvénient : on perd des détails
• Réduction du Nb. d’images / sec. (frame rate)
On supprime une image de temps en temps (ex : 1 image sur 5)
Inconvénient : on perd en qualité de l’animation
Le rôle du conteneur
• Son rôle : réunir le son et l’image
• Contient en plus des informations diverses
• Chapitres, Menus, Sous titres, etc…
Conteneur (AVI, QT, ASF, MP4…)
Divers :
Vidéo
(DivX, XVid, MPEG…)
Audio
(MP3, WMA, …)
- Chapitres
- Sous titres
- Menus
- Méta données
-…
Les formats de conteneurs
• Le AVI : le plus répandu
–
–
–
–
–
Crée par Microsoft pour Windows
Peut contenir tout type de fichier audio et vidéo, mais pas de textes
Pas de chapitres (1 seule piste vidéo)
Doublage multilingue (jusqu’à 99 pistes audio)
Format très répandu, fonctionne sur tous les lecteurs vidéo
• Le QuickTime : le plus souple
–
–
–
–
Crée par Apple
Peut contenir des pistes audio, vidéo, et des textes (pour les sous titres)
Une piste peut être également un stream (diffusion en temps réel par internet)
Nécessite le lecteur Quicktime
Les formats de conteneurs (suite)
• L’ASF : le plus prometteur
–
–
–
–
–
–
Format récent développé par Microsoft
Supporte tous les formats audio et vidéo
AVI amélioré : plusieurs pistes audio, vidéo et texte
Très utilisé pour le streaming par internet
Compatible avec les DRM (gestion des droits numérique)
Format utilisé sur les successeurs du DVD : Blu-Ray et HD-DVD
• Le RealMedia : en perte de vitesse
–
–
–
–
–
–
Format développé par RealNetworks
Supporte de nombreux formats (spécialement les formats Real Audio et Real Movie)
Adapté au streaming
Supporte uniquement le CBR (Constant Bit Rate) Mauvaise compression des données
De plus en plus délaissé au profit des formats ASF et Quicktime
Lecture uniquement avec RealPlayer, souvent jugé trop intrusif.
Les formats de conteneurs (fin)
• D’autres conteneurs :
– Le MP4 :
Quicktime amélioré, souvent utilisé pour les DivX. Très souple, peut
contenir des images.
– L’Ogg :
Le conteneur de l’Ogg Vorbis, totalement libre et gratuit. Peu utilisé.
– Le 3GP :
Dérivé du MP4 pour les téléphones mobiles.
Récapitulatif des conteneurs
Nom
Compatibilité
Pistes vidéo
Pistes audio
Sous titres
Possibilité de
streaming
Possibilité de
DRM
1
99
Non
Non
Non
QuickTime
infini
infini
Oui
Oui
Oui
ASF
infini
infini
Oui
Oui
Oui
1
1
Non
Oui
Oui
MP4
infini
infini
Oui
Oui
Oui
OGG
infini
infini
Oui
Oui
Non
3GP
1
1
Non
Oui
Oui
AVI
RealMedia
Les formats vidéos
• MPEG-2
– Format le plus répandu
– Compression peu performante, adaptée aux résolutions standards mais
pas à la HD
– Format du DVD : Compatible avec tous les logiciels et les platines DVD.
• DivX
– Format récent, moins répandu.
– Compression très performante (jusqu’à 7 fois plus efficace que le
MPEG-2
– Compatible avec la plupart des logiciels, et les platines DVD récentes.
• XviD
– Format basé sur le DivX, mais non compatible
– Crée pour des raisons de propriété intellectuelle (format libre)
– Compatible avec peu de logiciels et très peu de platines DVD.
Sources
• http://www.01net.com/article/192283.html
• http://fr.wikipedia.org/wiki/Advanced_Audio_Coding
• http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_file_formats
• http://www.01net.com/editorial/304773/utilitaire/convertir-sesfichiers-video/?rub=4409
• http://www.bde.enseeiht.fr/clubs/japanim/trad/
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