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Comment Netflix améliore la qualité d’image tout en abaissant le débit

by technews
16 décembre 2015
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Une meilleure qualité d’image avec une bande passante inférieure. C’est le défi que relève Netflix en ré-encodant progressivement l’intégralité de son catalogue.

Les éditeurs de services de vidéo à la demande doivent s’adapter à toutes sortes de connexions à internet. À plus forte raison s’ils sont disponibles sur une multitude d’appareils et dans le monde entier.

Avant de diffuser un programme, Netflix réalise ainsi plusieurs encodages. L’objectif est d’offrir la meilleure qualité possible dans un maximum de situations : du téléphone sur un réseau mobile saturé au téléviseur dernier cri sur une connexion par fibre optique.

Avant, la même recette pour toutes les vidéos

Netflix disposait jusqu’à présent d’une échelle de paires de définitions et de débits d’encodage prédéfinie. Il encodait chaque programme à partir de 320 x 240 pixels à 235 kb/s et jusqu’en 1920 x 1080 pixels à 5800 kb/s, avec un total de 10 paliers. (Abstraction faite des quelques séries en Ultra HD.) Il appliquait indifféremment la même recette à tous ses programmes.

Le service revoit aujourd’hui ce modèle. Netflix est parti d’un exemple parlant : un dessin animé n’est pas aussi exigeant qu’un film d’action. À qualité constante, les aplats et les mouvements localisés de l’un se satisfont d’un débit d’encodage plus faible que le foisonnement de détails de l’autre.

Avec une bande passante de 1750 kb/s, Netflix diffusait jusqu’à présent en 720 x 480 pixels (donc en SD), quelle que soit la complexité de l’image. Ce débit d’encodage est insuffisant pour diffuser un film d’action en 1280 x 720 pixels. À l’inverse il est inutilement élevé pour un dessin animé en SD. Car au-delà d’un certain seuil, à définition constante, la qualité d’image n’augmente presque plus avec l’augmentation du débit.

Comment Netflix améliore la qualité d'image tout en abaissant le débit

Pour chacune des 3 définitions (en noir, vert et bleu), la qualité plafonne à partir d’un certain débit. Débit au-delà duquel il vaut mieux passer à la définition supérieure.

Après, le meilleur rapport débit qualité pour chaque vidéo

Concrètement, Netflix applique désormais une échelle d’encodage propre à chaque programme. Des définitions et des débits d’encodages prédéfinis demeurent, pour assurer la compatibilité avec tous les appareils certifiés en circulation, mais ils ne sont plus corrélés. Et le nombre de paliers est dorénavant variable.

Chaque programme est analysé et une échelle d’encodage propre est calculée en fonction d’un algorithme maison. Netflix se base désormais sur le rapport signal sur bruit (PSNR). Les vidéos sont encodées automatiquement avec les meilleurs compromis possibles entre définitions et artefacts.

À 4300 kb/s, les films les plus complexes pourront ainsi n’être encodés qu’en 1280 x 720 pixels tout en offrant une meilleure fidélité qu’autrefois en 1920 x 1080 pixels. En contrepartie, le débit maximal est porté de 5800 à 7500 kb/s, pour les programmes qui peuvent en tirer parti. À l’inverse, le débit pourra être réduit à définition constante si un débit supérieur ne se traduit pas par un gain de qualité perceptible.

Les plus férus d’encodage et de mathématiques peuvent approfondir la question sur le site de Netflix (en anglais).

Une qualité similaire avec des débits nettement plus faibles

Meilleure qualité ET baisse de débit

Dans l’ensemble, le nouveau procédé d’encodage de Netflix promet une meilleure qualité d’image pour toutes les bandes passantes, voire une réduction de la bande passante (jusqu’à -20%). C’est bénéfique aux utilisateurs, tout en permettant au service d’investir de nouveaux marchés.

Netflix a déjà entamé le réencodage de l’intégralité de son catalogue. Les utilisateurs profitent de cette nouveauté sans intervention.

Les programmes en Ultra HD ne sont pas encore concernés par ce nouveau procédé d’encodage. Enfin, Anne Aaron, responsable de l’encodage, précise à Clubic que Netflix étudie attentivement le HEVC, un codec deux fois plus efficace, mais qu’il estime qu’il n’est pas encore assez répandu.