Codec Audio Opus

Tous les codecs audio fonctionnent en compressant et décompressant l'information. Bien que moins courant que le MP3, Opus est l'un des codecs audio les plus populaires sur Internet. Opus est régulièrement utilisé par des milliards d'utilisateurs. Il est intégré nativement dans Windows 10, macOS, iOS, Android, et fait partie des principaux systèmes multimédias Unix. De plus, comme Opus est une partie obligatoire de la norme WebRTC pour l'échange de données en temps réel, ce codec audio est supporté par tous les navigateurs web modernes. Les principaux systèmes de communication comme WhatsApp, Facebook Messenger et la plupart des applications de visioconférence mondiales utilisent Opus – et ce n'est que le début. Examinons de plus près le codec Opus : son origine, ce qui le rend spécial, son utilisation typique et ce que nous pouvons attendre des codecs audio à l'avenir.

L'origine d'Opus

Ce codec audio est le résultat de plusieurs autres projets de codecs travaillés par l'Internet Engineering Task Force (IETF), dont l'objectif était de créer un codec audio universel pour Internet. Il y a près de dix ans, l'IETF a reconnu qu'Internet avait besoin d'un codec audio unique et fiable qui pourrait être utilisé pour toute méthode de transmission du son sur Internet, de la voix à la distribution de musique en direct. Les projets prédécesseurs d'Opus étaient les codecs CELT et Speex de Xiph.org et SILK de Skype. En fait, Opus intègre des parties clés de ces codecs. Opus a été introduit en 2010 et standardisé comme RFC 6716 en 2012. En tant que norme Internet, il a été supporté par les navigateurs, les systèmes d'exploitation et les logiciels audio/vidéo les plus populaires. La position d'Opus comme codec de facto pour la communication en temps réel a été renforcée lorsque son utilisation est devenue obligatoire dans le cadre de la norme WebRTC.

Pourquoi Opus ?

En matière de codecs audio, Opus est le leader incontesté, combinant un ensemble moderne de fonctionnalités conçues pour fonctionner dans diverses conditions et formats. La norme Internet a certainement contribué à sa popularité, mais le codec est devenu numéro un principalement grâce à ses performances, ses fonctionnalités uniques, l'absence de frais de licence et ses nombreuses références open-source.

Qualité

Tout le monde sait que les codecs Internet doivent fournir une compression pour minimiser la bande passante. Ce ratio doit être équilibré avec la qualité du son de sortie et le traitement nécessaire pour encoder et décoder cette information audio. L'une des principales raisons du succès d'Opus est son excellente performance dans une grande variété de conditions.

Codec Audio Opus – Le meilleur outil pour le streaming vidéo et la visioconférence

Le codec audio Opus fonctionne parfaitement pour la reproduction du signal à des vitesses allant de 6 kbit/s à 510 kbit/s. Dans tous les cas, la compression est effectuée avec des pertes minimales, pratiquement imperceptibles pour l'oreille humaine. Ce codec peut basculer dynamiquement vers une compression avec différents débits binaires en fonction des changements de bande passante. À ce jour, aucune alternative n'est apparue qui offre de meilleures performances, une plus grande gamme de capacités ou une meilleure qualité sonore et vidéo.

Caractéristiques clés et principaux avantages :

• Support de tous les taux d'échantillonnage – de 8 à 48 kHz
• Débit binaire de 6 à 510 Kbit/s
• Support du mono et de la stéréo
• Support des débits binaires constants (CBR) et variables (VBR)
• Latence de seulement 5 millisecondes
• Flux audio facilement évolutif avec possibilité de modifier dynamiquement les paramètres

À la suite de nombreuses études et tests, le codec audio Opus a été reconnu comme le plus adapté à la compression de la parole. On sait que lors du streaming vidéo, une bonne qualité sonore est tout aussi importante que la vidéo. En comparaison avec d'autres codecs vocaux populaires, Opus a obtenu les meilleures performances et la capacité de basculer instantanément entre différents mécanismes de chiffrement. Cela en a fait un outil idéal pour la transmission de données pendant le streaming vidéo. Tous les participants peuvent communiquer entre eux dans l'environnement sonore le plus confortable, même avec des connexions Internet à faible vitesse.

Combinaison complète des caractéristiques de performance

De nombreux utilisateurs se demandent : d'où vient l'excellente performance du codec Opus ? La réponse est simple – tout est dans l'ensemble spécialement conçu de fonctionnalités et de capacités :

Faible latence

L'intervalle de temps entre le moment où un utilisateur parle et celui où son interlocuteur l'entend est appelé latence audio. Plus elle est courte, mieux c'est, et c'est particulièrement important lorsqu'une interactivité en temps réel est nécessaire. Bien sûr, la physique et la nature d'Internet introduisent des délais inhérents, mais Opus n'ajoute pas de longs délais pendant l'encodage et le décodage. Ce codec fournit une latence pratiquement imperceptible, spécifiquement 26,5 ms, en utilisant les paramètres par défaut (taille de trame 20 ms), ce qui le rend idéalement adapté à la Voix sur IP (VoIP).

De la bande étroite à la bande complète

L'une des caractéristiques uniques d'Opus est qu'il fonctionne à la fois pour l'échantillonnage de la voix humaine et de la musique. Lorsqu'une personne parle, la plupart du temps une plage de fréquences relativement limitée est utilisée, ce qui facilite la compression – c'est ce qu'on appelle le son en bande étroite. Il présente une distorsion subtile mais perceptible. Le son en bande large, couvrant toute la plage de la parole humaine – est ce que la plupart des codecs orientés vers la parole visent. D'un autre côté, la musique couvre toute la plage spectrale de ce que nos oreilles peuvent entendre. L'encodage de ces caractéristiques supplémentaires nécessite plus de bits et est généralement appelé bande complète. Les codecs qui fournissent une compression élevée à faible débit binaire sont optimisés pour une plage de fréquences limitée. Contrairement à eux, Opus prend en charge la communication vocale à faible bande passante et le spectre complet de ce que nous entendons, comme la musique, puisqu'il combine en fait des parties de deux codecs différents, à savoir SILK pour la bande étroite et CELT pour la bande large. Dans les toutes dernières versions du codec, un algorithme de réseau neuronal basé sur l'apprentissage profond est utilisé pour déterminer quelle option utiliser à tout moment. C'est pourquoi l'option optimale est toujours sélectionnée automatiquement, même lorsque la parole et la musique sont présentes.

Où est-il utilisé ?

Examinons maintenant comment Opus est appliqué sur Internet :

1. Topologies typiques

   Opus est généralement utilisé dans les applications de communication en temps réel, les diffusions en direct et la visualisation de vidéos en ligne. Cela s'accompagne souvent de flux vidéo, bien que ce ne soit pas nécessaire. En ce qui concerne la composante audio, rappelez-vous que la vidéo suit généralement l'audio en parallèle, assurant une qualité idéale pour le son et l'image.

2. Appels

   Ayant ses propres normes Internet, Opus peut fonctionner sans WebRTC, mais WebRTC ne peut pas fonctionner sans Opus. Par conséquent, le codec transmet parfaitement la partie audio des appels Internet.

3. Streaming vidéo Opus, avec l'aide de la norme WebRTC, s'est également avéré être un outil très utile pour la réalisation de diffusions en direct. Au lieu d'utiliser du matériel spécialisé, des logiciels installés ou de la mémoire flash, les streamers peuvent envoyer l'audio (et la vidéo) directement depuis le navigateur, en utilisant uniquement un microphone (et/ou une webcam).

Flussonic et OPUS

À partir de la version 21.12, Flussonic Media Server prend en charge le codec OPUS. Documentation