Le format Ogg

Sous l'appellation Ogg se cache un certain nombre de projets liés au multimédia et au traitement du signal. La recherche engagée par ce groupe de projets touche à deux thèmes principaux : le codage audio et la vidéo.

Ogg Vorbis s'intéresse au codage audio. C'est un codage avec perte comme le MP3 et le WMA.

La spécificité de Ogg est que c'est un projet totalement Open Source et que le format Vorbis est sans brevet et complètement libre de droits. Ogg est né en 1993 après que l'institut allemand Fraunhofer ait obtenu la standardisation ISO du MP3 (1992) et déposé son 1er brevet, faisant ainsi du MP3 un format audio propriétaire. Le groupe de projets Ogg a alors développé un format audio compressé devant rivaliser en taille et qualité avec le MP3 mais gratuit. Les spécifications du format Vorbis sont dans le domaine public et toute personne désirant développer un encodeur pour compresser un fichier Wave au format Vorbis est libre de le faire sans devoir rien à quiconque.
Le format Ogg Vorbis délivre des fichiers audio dont l'extension est .ogg.

Les techniques de compression du signal audio sont un peu différentes de celles employées par les formats MP3 et WMA.

Evidemment, on exploite toujours les caractéristiques de l'oreille humaine pour augmenter le taux de compression (voir les explications de notre dossier MP3). La grande différence se situe dans l'organisation de la compression et dans le codage en lui-même.
Un encodeur Ogg Vorbis procède en trois phases distinctes pour fournir le fichier Ogg.
Celles-ci sont : l'analyse, le codage et le streaming

L'analyse consiste en deux étapes. Les données audio sont d'abord séparées en petits segments contigus puis ces segments sont traités séparément : ils sont transformés en une représentation plus propice au codage.

La phase de codage consiste en deux étapes également. Les segments transformés précédemment sont analysés à l'aide d'un modèle probabiliste (codage de Huffman par exemple) et codés en un nombre de bits le plus faible possible. Les mots ainsi obtenus étant de longueur différente (on rappelle qu'un codage de Huffman produit le mot le plus court pour l'occurrence la plus fréquente), l'étape de "bitpacking" les arrange en séquences d'octets sans perdre de place. L'ensemble des octets nécessaires au codage d'un segment (obtenu à la 1ère étape) est un "Vorbis packet".

Enfin, la troisième phase - le streaming - assemble les "Vorbis packets" en un flux de données appelé un "Ogg bitstream". Une table de correspondance entre la structure logique des "Ogg bitstreams" et leurs combinaisons en un flux physique de données est établie. Celle-ci doit permettre au player ou au décodeur de retrouver comment assembler les "Ogg bitstreams" entre eux pour délivrer un signal audio image de l'original.

Le format Ogg Vorbis est particulièrement bien adapté à la diffusion de musique en streaming de par sa structure intrinsèque. Dans sa forme actuelle, Ogg encode des sons numériques provenant de signaux sonores analogiques échantillonnés à une fréquence pouvant aller de 8 kHz à 48 kHz, sur 16 bits ou plus et en polyphonie. Ainsi, le son Surround (bande son sur les DVD vidéo) peut être compressé en Ogg sans perdre ses caractéristiques multi-voies alors qu'en MP3 ou WMA, il est obligatoirement ramené à de la stéréo.

L'encodage Ogg se fait à bitrate constant ou variable. Dans le cas d'un bitrate constant, ce dernier peut se régler à une valeur comprise entre 16 kbits/s et 128 kbits/s. Théoriquement, l'encodeur actuel supporte un bitrate pouvant aller jusqu'à 512 kbits/s. Les versions futures offriront un bitrate pouvant descendre en dessous de 16 kbits/s.

Dans la page d'accueil consacrée à Vorbis, le site xiph.org (xiphophorus company est le nom du groupe de projets Ogg) revendique une qualité compétitive avec celle du format AAC (standard MPEG-2 et MPEG-4) et supérieure à celle des formats MP3, WMA et VQF. Des essais réalisés sur différents morceaux (aussi bien en musique classique qu'en pop) par des personnes ne défendant pas plus tel format que tel autre confirment ces dires. Enfin, le format Ogg, est 100% "backwards" compatible. Cela signifie qu'un fichier encodé en Ogg Vorbis avec l'encodeur actuel est lisible avec un ancien player Ogg sans dégradation de la qualité sonore.