AV1 vs HEVC/H.265 - Quel est le codec de demain ?

Maintenant que les contenus en ultra-haute définition 4K et 8K se généralisent, une norme de compression vidéo avancée, ou codec vidéo, est là pour offrir une meilleure qualité vidéo et réduire les coûts de bande passante. Les deux codecs les plus efficaces aujourd'hui sont les normes HEVC (High Efficiency Video Codec) et AV1 (AOMedia Video 1).

Quelles sont les différences entre l'AV1 et l'HEVC ? Plus précisément, le gagnant sera le codec vidéo qui s'attaquera aux dimensions suivantes : efficacité de la compression, performances de calcul et compatibilité. Si vous voulez vous plonger dans la bataille des codecs, nous nous préparons maintenant à la comparaison entre AV1 et HEVC, en termes de performances, de taille de fichier, de qualité et de compatibilité.

Recherche rapide : Adobe Premiere Pro prend-il en charge l'encodage AV1, Comment encoder AV1 avec FFmpeg ?

Si vous ne voulez pas entrer dans les détails, consultez la conclusion AV1 vs HEVC ci-dessous :

• L’AV1 est libre de droits alors que HEVC est soumis à des droits.
• L’AV1 peut économiser jusqu'à 30% de la taille du fichier par rapport à HEVC pour la même qualité d'image.
• L’AV1 nécessite un matériel plus puissant pour le décodage, et il prend beaucoup plus de temps à décoder que HEVC.
• L’HEVC est pris en charge par les GPU/CPU d'AMD, Nvidia, Intel, Apple, Qualcomm, etc. Le décodage AV1 est déjà pris en charge, mais l'encodage AV1 est de loin uniquement pris en charge par Nvidia et Intel.

Vous pourriez être également intéressé par : AV1 vs VVC, HEVC vs VVC, H.265 (HEVC) vs H.264 (AVC)

1. Redevance

Résumé : L'AV1 est gratuit alors que le VVC ne l'est pas.

AOMedia Video 1 (AV1) succède à VP9, développé par l'Alliance for Open Media, un consortium des plus grandes entreprises technologiques dont Intel, Amazon, Apple, Facebook, Google, Microsoft, Mozilla et Netflix (voir tous les membres ci-dessous). En raison de la structure vague et coûteuse des licences HEVC, AOMedia a décidé de créer une norme libre de droits capable d'offrir de meilleures performances que HEVC.

HEVC codec HEVC succède à l'AVC, développé par le Moving Picture Experts Group (MPEG) et le Video Coding Experts Group (VCEG) pour encoder et décoder les flux vidéo de manière plus efficace et plus économique. HEVC a une structure de redevances très compliquée et coûteuse. Par conséquent, les coactionnaires de MPEG LA, HEVC Advance et Velos Media - qui comprennent Ericsson, Panasonic, Qualcomm, Sharp et Sony - ont tous des droits de licence différents sur HEVC. Les redevances détaillées sont énumérées ci-dessous (Source : Wiki) :

2. Efficacité de compression

Résumé : le codec AV1 est 30 % plus efficace que le H.265

Selon des tests réalisés par l'Université d'État de Moscou, l'AV1 peut surpasser l'HEVC d'environ 28 % en matière d'efficacité de codage et de décodage. Selon le graphique de performance du Graphics & Media Lab Video Group, MSU, l'AV1 est capable de fournir la même qualité que le X264 à 55% du débit moyen, alors que le meilleur codeur HEVC (x265 en mode Placebo à trois passages) fonctionne à 67% du débit. En d'autres termes, avec l'AV1, les distributeurs peuvent envoyer des flux plus rapidement et à moindre coût et nous pouvons profiter de plus hautes définitions via la même bande passante.

Les gains d'efficacité d'AV1 par rapport à l'HEVC rendent le streaming vidéo HDR 4K avec des gammes de couleurs étendues beaucoup plus réalisable. Il peut aller jusqu'à 8K à 120fps, 800mbps. La vidéo à 360 degrés peut également utiliser AV1 pour répondre à des demandes de données tout aussi élevées.

3. Qualité

Résumé : le codec AV1 offre une meilleure qualité d'image que l'H.265/HEVC

Bien que l'AV1 ait une meilleure efficacité de compression, y a-t-il des différences de qualité entre l'AV1 et l'HEVC ? En tant que formats vidéo 4K, l'AV1 et le HEVC ont tous deux une bonne qualité. Mais il y a encore quelques petites différences. Selon le tableau de qualité de quatre codecs (AV1, X265, LibVPx et X264) basé sur le classement VMAF, établi par Jan Ozer, un célèbre professionnel du streaming et de la production, l'AV1 offre une meilleure qualité que le X265, même à faible débit binaire. Dans l'ensemble, l'AV1 peut maintenir une qualité élevée, que le débit de données soit faible ou élevé. Ceci est également prouvé par d'autres tests PSNR en ligne.

4. Vitesse de codage/décodage

Résumé : le codec AV1 nécessite trois fois plus de temps d'encodage que l'HEVC/H.265.

D'après des tests antérieurs, l'AV1 nécessite trois fois plus de temps d'encodage que le HEVC x265 et le LibVPx. Les rapports du MSU indiquent également que l'encodage d'AV1 est environ 2500 à 3000 fois plus lent que celui des concurrents, tandis que X265 est environ 10 à 15 fois plus lent. Étant donné que AMD, Nvidia, Intel, Qualcomm et la plupart des fabricants de matériel prennent déjà en charge HEVC, un encodeur HEVC accéléré au niveau matériel peut rendre l'encodage HEVC environ 5 fois plus rapide, ce qui permettra également d'économiser davantage de CPU et de batterie tout en offrant une qualité supérieure à celle du traitement logiciel.

Cependant, la dernière version AOM-AV1 3.5 offre un encodage CPU beaucoup plus efficace. Elle comporte une nouvelle API et des fonctionnalités visant à améliorer la vitesse et les optimisations de la mémoire. Les tests ont montré une réduction du temps d'encodage de 34% pour les vidéos 1080p au mieux sur un CPU 16-threads et une réduction du temps d'encodage de 18-20% pour les résolutions 2160/4K sur un CPU 32-threads. Par conséquent, les logiciels de streaming peuvent offrir une meilleure expérience avec AV1 qu'avec HEVC.

Sur le plan matériel, l'AV1 est moins bien pris en charge que le HEVC. Il reste donc un long chemin à parcourir avant que l'AV1 ne se généralise pour le streaming (ci-dessous, les temps de décodage et d'encodage de l'AV1, du X265 et des principaux concurrents, vidéo : 2k trailer, source : texpion).

La faible prise en charge matérielle de la technologie AV1 a pour conséquence que la lecture et l'encodage de l'AV1 prendront plus de temps que le HEVC. Voyons maintenant l'encodage et le décodage AV1 :

Ne vous inquiétez pas pour le décodage AV1 car il est déjà pris en charge par les principaux acteurs du silicium comme les GPU AMD RDNA 2, les GPU NVIDIA GeForce séries 30 et 40, les GPU Intel Xe et Arc, ainsi que les puces mobiles comme les Samsung Exynos 2100 et 2200, divers SoC MediaTek Dimensity et le processeur Tensor de Google.

L'encodage matériel d'AV1 n'est pas aussi brillant que celui d'HEVC. Les nouvelles cartes graphiques Arc Alchemist série A d'Intel sont de loin les premières cartes graphiques du marché équipées d'un encodeur GPU AV1. NVIDIA vient de sortir sa toute dernière carte graphique, les GPU GeForce RTX 40 Series, qui disposent de la 8ème génération d'encodeur vidéo Nvidia - NVENC, apporte également le support de l'encodage AV1. D'après les tests effectués par Nvidia, le nouvel encodeur AV1 peut désormais fournir une efficacité accrue de 40% avec des résolutions et une qualité supérieures.

(Vous trouverez ci-dessous les tests de vitesse d'encodage réalisés par Nvidia avec Nvenc AV1 par rapport au prédécesseur HEVC H.264.)

Pour le consommateur ordinaire, cela pourrait être un signal fort pour que d'autres géants de la technologie s'engagent & avec leurs efforts pour faire avancer l'application de l'AV1 dans le partage de vidéos sur Internet. Un avenir beaucoup plus prometteur est promis avec la participation de grandes entreprises comme NVIDIA et AMD.

5. Compatibilité

Résumé : la prise en charge matérielle et logicielle du codec AV1 n'est toujours pas aussi bonne que celle du HEVC.

Les téléphones mobiles iPhone, iPad, Samsung, Google Note/Pixel, Xiaomi, LG, HTC et les téléviseurs de Sony, LG, Samsung, etc. ont tous la capacité intégrée de décoder HEVC. Les principaux fabricants de matériel informatique comme Qualcomm, Intel, Nvidia, Microsoft, Apple, Broadcom, Ambarella, etc. prennent tous en charge le codec HEVC. La plupart des appareils photo modernes, tels que GoPro, les drones DJI, Canon, et certains autres DSLR enregistrent des vidéos en utilisant le codec HEVC. HEVC est également pris en charge par divers logiciels, comme les éditeurs FCP X, Premiere Pro, DaVinci Resolve, et les navigateurs Web. Cependant, il arrive parfois que des erreurs se produisent, par exemple VLC ne peut pas lire les fichiers HEVC, VLC ne prend pas en charge le codec HVC1, etc.

À l'heure actuelle, le codec AV1 est principalement utilisé par les navigateurs Web Google Chrome et Mozilla Firefox. Il n'est pas compatible avec Safari, Microsoft Edge et Opera. Windows 10 permet la lecture des vidéos AV1 à condition d'installer au préalable l'extension vidéo AV1. Même VLC ne peut pas bien lire l’AV1.

Bien que, comparé à l'HEVC, l'AV1 ne soit pas aussi largement utilisé, son avenir semble de plus en plus prometteur. Le codec AV1 bénéficie d'une prise en charge matérielle croissante :

• Toutes les tablettes et tous les téléphones Android qui doivent exécuter Android 14 sont tenus de prendre en charge AV1.
• L'application mobile Netflix pour Android et iOS distribue déjà des flux AV1.
• NVIDIA a travaillé avec OBS Studio pour ajouter la prise en charge d'AV1 à sa nouvelle version logicielle, qui a ajouté la prise en charge d'HEVC/H.265 pour augmenter les taux de compression vidéo de 15% sur une large gamme de GPU NVIDIA dans la version OBS 28.0.
• Discord permet la prise en charge de l'AV1 de bout en bout pour la première fois.

Verdict

AV1 vs HEVC, quel est le meilleur codec pour demain ? Lorsque l'H.265, 50% plus efficace, sortira, l'H.264 ne sera pas obsolète. Bien que l'AV1 soit 30% plus performant, il n'en est qu'à ses débuts. Autrement dit, la plupart des appareils ne prennent en charge que l'HEVC. Cela dit, nous pensons que la norme AV1 est plus prometteuse, en particulier pour la diffusion en ligne de contenus en grande résolution.