Rencontrez les inventeurs de l'avenir de la vidéo : Nikolay Tverdokhleb

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Dans notre série de blogs « Rencontrez les inventeurs de l’avenir de la vidéo », nous nous entretenons avec certains des talents les plus brillants d’Ateme pour savoir sur quoi ils travaillent.

Dans la troisième partie de la série, Nikolay Tverdokhleb, ingénieur en recherche et développement en innovation, parle des aspects pratiques de la dernière norme de compression vidéo Versatile Video Coding (VVC).

Quel est votre rôle chez Ateme ?

Je travaille actuellement en tant qu’ingénieur de recherche et développement dans l’équipe de recherche et d’innovation d’Ateme. Mon rôle est d’améliorer les performances de nos outils d’encodage et de développer des solutions pour de nouvelles applications. En outre, mon objectif est également de contribuer à l’industrie par le biais de projets de collaboration et de normalisation.

Sur quoi avez-vous travaillé en particulier chez Ateme ?

Dernièrement, j’ai développé la mise en œuvre par Ateme de nouveaux outils de Versatile Video Coding (VVC) tout en recherchant différentes façons d’optimiser le processus d’encodage et des solutions pour les nouveaux cas d’utilisation. Une fois les solutions trouvées, je crée la démo pour expliquer son application dans la vie réelle. De plus, je fais partie de la Joint Video Exploration Team (JVET) en tant que membre de l’Association française de normalisation (AFNOR).

Qu’est-ce que le Versatile Video Coding (VVC) ?

Le VVC est la norme de compression vidéo la plus récente de l’UIT-T/ISO, publiée en 2020. Comme pour chaque nouvelle génération de normes de compression, elle vise à être deux fois plus performante que son prédécesseur (dans ce cas, HEVC) en ce qui concerne des métriques spécifiques. Comme son nom l’indique, elle est conçue pour être la norme la plus polyvalente qui soit. En outre, son objectif est de prendre en charge les types de vidéo les plus récents, ainsi que ceux qui sont encore en développement (contenu sur écran, jeux, réalité virtuelle, etc.). Elle inclut de nombreux outils présentés dans HEVC et introduit un large éventail d’instruments modernes pour obtenir de meilleures performances.

Quels défis industriels le Versatile Video Coding relève-t-il ?

Il y a toujours des défis à relever. Par exemple, un trafic réseau important aux heures de pointe peut dégrader la qualité d’expérience des téléspectateurs. Les fournisseurs de services sont alors obligés d’augmenter leur infrastructure pour répondre aux besoins des heures de pointe, ce qui se traduit par une augmentation des coûts.

Il est plus facile de créer un algorithme meilleur et plus efficace (logiciel) que d’augmenter la bande passante (matériel). Le VVC relève ce défi puisqu’il compresse plus efficacement, ce qui permet de réduire les débits binaires pour une même qualité vidéo.

Qu’avez-vous réalisé dans ce domaine chez Ateme ?

Permettre à nos clients d’utiliser le VVC dans tout son potentiel au sein d’une chaîne de distribution en direct est également un immense défi. En effet, le VVC est un codec récent et complexe dont la mise en œuvre est très rare. Les normes par nature ne sont pas prêtes à l’emploi. Une fois qu’une norme est définie, elle doit être correctement mise en œuvre. Cela implique la conception de logiciels, tant du côté du serveur que de l’utilisateur, afin de permettre la compression. Avec les instruments de diffusion, cela facilite la transmission.

Chez Ateme, nous avons réalisé plusieurs services VVC en direct en première mondiale ces dernières années via différents supports de diffusion (satellite, OTT, diffusion mobile). La démonstration la plus récente a été faite dans le cadre des essais de TV3.0 au Brésil pour la couverture de la Coupe du monde par Globo.

Les outils de Versatile Video Coding que j’ai mis en place utilisent des optimisations logicielles et matérielles. Cela permet à nos codeurs d’obtenir des gains de qualité importants tout en conservant le même débit binaire et en restant performants en temps réel. Il est toujours difficile de trouver un nouvel outil à mettre en œuvre, et le processus d’intégration est délicat. De plus, il est très important d’effectuer des réglages fins pour conserver le bon compromis entre l’optimisation du débit et de la distorsion et la complexité de calcul de la tâche.

Cette année, j’ai travaillé pour la démo que nous avons créée conjointement avec Fraunhofer HHI et Telecom Paris pour IEEE ICIP 2022 (IEEE International Conference of Image Processing). L’objectif était de montrer le potentiel du VVC pour améliorer la qualité d’expérience et l’efficacité du streaming multicast de bout en bout à faible latence. Ce fut un plaisir de discuter des détails techniques avec des collègues du secteur de la radiodiffusion et de débattre des choix de solutions avec des chercheurs !

Qu’est-ce que le Versatile Video Coding change pour les téléspectateurs ?

Aujourd’hui, grâce aux progrès techniques des caméras et des téléviseurs, nous disposons de davantage d’outils pour capturer et lire des vidéos de qualité supérieure. Pourtant, alors que la demande pour ce type de contenu est élevée, la diffusion de la vidéo — surtout celle de haute qualité, qui prend plus de place — reste difficile. Consciente des restrictions de la bande passante de l’internet, chaque norme de codage tente de compresser la vidéo autant que possible pour réduire la consommation tout en préservant la meilleure qualité possible.

Développer de nouvelles normes de codage, les mettre en œuvre et les intégrer dans l’infrastructure est un moyen de résoudre ce problème. Il est essentiel de disposer d’une norme qui respecte les résolutions vidéo modernes pour pouvoir les compresser correctement. Et chaque norme devient plus robuste que son ancêtre, ce qui permet une expérience de visionnage plus fluide.

Une mise en œuvre efficace du VVC nous permet de produire des débits binaires cibles avec le moins de perte d’informations possible. Pour les téléspectateurs, cela signifie que moins de bande passante est nécessaire pour obtenir des expériences vidéo de haute qualité — par exemple, regarder du contenu personnalisé en haute résolution — même pendant les heures de pointe.