loudness, niveaux et dynamique... vers une amélioration des standards

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15 Novembre 2011

Loudness, Niveaux et Dynamique... Vers une amélioration des standardsAnaïs LIBOLT

Dolby

Loudness, Niveaux, Dynamique…

SommaireQu’est ce que le loudness?

Mesurer le Loudness

Loudness standards

Quelques définitions

Affichage

Contexte FrançaisLe mixageLa diffusion

Flux Dolby

Résultat final

Loudness, Niveaux, Dynamique… Anaïs LIBOLT, Dolby Laboratories

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Qu’est ce que le Loudness?

Le Loudness est une mesure subjective :Des personnes différentes n’ont pas la même perception du loudness.

Le loudness donne une valeur qui reflète l’intensité sonoreperçue.

Le principe est de construire un filtre qui modèlise le fonctionnement de l’oreille humaine en matière de perception d’intensité.

Le loudness d’un programme correspond a son niveau moyen.

Plusieures techniques sont utilisées en fonction de l’application(cine, sono, TV…)

Loudness, Niveaux, Dynamique… Vision 10, 8 Avril 2010 Anaïs LIBOLT, Dolby Laboratories

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Mesurer le Loudness

Le filtre RLB Simple a implémenterBon résultats en tests subjectifs

Pré-filtrageTient compte des effets accoustiques de la tête

L’algorithme définit dans l’ITU-R.BS 1770 pour mesurer le loudness applique un filtre passe-haut et effectueune sommation d’énergie surtoute la durée de la mesure.


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Mesurer le Loudness

La mesure de loudness s’exprime en :LU sur une échelle relativeLKFS sur une échelle Full Scale (selon ITU-R 1770)

Pondération des différents canaux en 5.1

Le LFE n’est pas inclus dans la mesure

NB: Une sinusoïde d’1kHz a 0dBFS = 3.01 LKFS

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Mesurer le LoudnessDernière étape de la mesure de loudness : la Gate (porte).

La Gate filtre les éléments qui ont un loudness trop faibles et qui fausseraient la mesure

Elle agit 10 dB sous le niveau Long Term (Integrated). Lors d’une mesure d’1H de programme, la mesure intégrée varie peu à peu et la gate se situe toujours 10 dB en dessous, rejetant en permanence les éléments trop faibles. C’est une Gate relative, qui varie avec la mesure Integrated.

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Loudness, Niveaux, Dynamique… Vision 10, 8 Avril 2010

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Mesure en True Peak

Les autres types de mesurespeuvent sous-evaluer le niveau du signal, spécialement dans les hautesfréquences.

NB : L’ITU-R BS 1770-2 fournit uneméthode pour mesurer en True Peak.

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La mesure en True Peak est une mesure qui prédit le niveau du signal entre 2 échantillons.

Elle peut être plus élevée (ou plus faible) que la valeur crête la plus élevée d’un échantillon

Les Audio Meters sur-échantillonent 4x, ce qui permet de mesurer en True Peak


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Loudness Standards / RecommendationsITU-R.BS 1770-2

Algorithms to measure audio program loudness and true-peak audio levelMesure pondérée K avec Gate à -10 dB, exprimée en LKFSDéfini la mesure True PeakNB: la version 1770-1 est identique sauf qu’elle n’implémentepas la Gate

EBU R128, Loudness normalisation and permitted maximum level of audio signals

basée sur l’ITU-R 1770-2. Propose d’utiliser les unités LU & LUFS (TECH 3341)Définit un niveau cible à -23 LUFS +/- 1 dBIndicateur Loudness Range (LRA)Niveau crête max à -1 dBTP


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Loudness StandardsATSC A/85 RP

Techniques for Establishing and Maintaining Audio Loudness for Digital TelevisionBasée sur l’ITU-R 1770-1Target level à -24 LKFS +/- 2, basée sur détection d’élément ancre(anchor), souvent le dialogue.Niveau crête max à -2 dBTP

CST RT-017, Basée sur l’EBU R128, Conseils de mixage:

Excursion de l’indicateur Short Term 3s (programmes longs / courts)Loudness Range Max à 20 dBNiveau crête max à -3 dBTP


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Loudness Standards - Imbrications

ITU-R 1770-1Au centre de tous

les textes

Gate -10Safety Gate -70

Unité en LU

LUFS proposéLRA descriptor

Mesure à partir d’un élément ancre

ITU-R 1770-2

EBU R128ATSC A85

EuropeUSA


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Quelques definitions…Loudness cible (Target Loudness)Valeur à atteindre pour le loudness moyen à la fin du programme / de la mesure.

Loudness Integrated / Long Term :C’est la mesure de loudness faite sur une longue période. Implique un Start/stop pour définir la mesure. C’est une moyenne.

Loudness Short TermC’est une mesure de loudness qui intègre les 3 dernières secondes (défini par EBU). Un Meter short Term affiche le niveau moyen des 3 dernières secondes. Il donne une idée de l’évolution du niveau du programme et de sa dynamique. Le loudness Short Term est mesuré sans la gate,NB: certains instruments permettent aussi un Short Term sur 10sec.

Loudness MomentaryC’est une mesure de loudness (sans gate) intégrée sur 400 ms (definition EBU). Sert de “Vu-mètre” agrémenté de la pondération ITU. Peu utilisé actuellement.

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Quelques definitions…LKFS

“Loudness K-weighted relative to full scales”. Se dit pour une mesure effectuéepar un équipement qui implémente l’algorithme ITU-R BS.1770 (v. 1&2)

LU / LUFSLU = Loudness Unit. Unité de mesure du loudness.LUFS = Loudness Unit relative to Full scale. Quantifie une mesure de loudness comme définie dans l’ITU BS.1772-2Graduation par pas de 1 dBC’est la proposition de l’EBU à l’ITU d’harmoniser la notation et d’écrire LU & LUFS au lieu de LU & LKFS. N’a pas encore été retenu par l’ITU qui utilisetoujours LKFS (au 15/11/11)!

Safety GateUne Safety Gate avec un seuil absolu à -70 LUFS évite de prendre en compte les silences dans la mesure de loudness.Elle évité également que la mesure du Loudness ne démarre quand le programme audio commence.


Quelques definitions…Loudness Range (LRA)distribution statistique des intensités sonores courtes durées mesurées dans une séquence audioS’exprime en dB, quantifie l’aspect dynamique du programmeDéfinition dans le document TECH3342Se base sur la mesure Short Term 3s

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Filtre avec une gate fixe à -70 LUFSUtilise une gate relative à -20 pour évacuer le bruit de fond de la mesureOn ne prend en compte que les données situées entre le 1Oème et le 95ème centileNe conserve que les signaux utiles (des signaux les plus faibles - hors bruits de fond - aux signaux les plus forts - hors bruits forts ponctuels).


Affichage / EchelleAffichage numérique ou sur une échelle

2 échelles relatives proposées par l’EBU en cas d’affichage sur bargraphe, selon les besoins dynamiques:

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Contexte Français - MixageCST RT-17 V2 : définissait le loudnesspar rapport à la détection de dialogue, à -25 LKFS

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CST RT-17 V3 : définit le loudness par rapport à la fonction Gate(R128) à -23 LUFS⇒ La tolérance pour ce niveau cible est de:• +/- 1 dB pour pgms

longs• 0 dB pour pgms

courts (≤ 2 mn)


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Loudness cible pour le mixageDialogues: ± 7 LU mesuré en short term 3s autour de la valeur cible du Loudness -23 LUFS

la valeur du LRA doit être inférieure ou égale à 20 LU (voir EBU Tech 3342)

Niveau des crêtes : -3 dBTP (True Peak)

Programmes courts :

Contrainte de dynamique: Le Short term 3s ne doit pas dépasser + 3 LU au-dessus de -23 LUFS


Contexte Français - diffusionLe CSA publie au Journal Officiel d’Octobre 2011:

Loudness cible à -23 LUFS sur une journée pour une chaîne.

Pour la pub:1er Jan 2012: Loudness moyen à -22 LUFS avec un maximum mesuré en Short Term 3s à -18 LUFS1er Janv 2013: Loudness moyen à -23 LUFS avec un maximum mesuré en Short Term 3s à -20 LUFS

CONFIDENTIAL INFORMATION

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Ce texte ne concerne que les diffuseurs. Les livraisons de

programme se font à -23 LUFS


Flux Dolby

Dans les métadonnées Dolby on remplace le Dialogue Level par le

loudness Integrated (1770-2)

Si le mixage répond bien aux normes, la valeur dans les

métadonnées sera -23

Si le mixage ne répond pas au normes, la valeur dans les

métadonnées doit être la valeur Integrated mesurée selon la R128

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Résultat finalContinuité sur les chaînes FR

Continuité entre chaînes FR

Continuité entre chaînes européennes qui respectent la R128

Chaînes étrangères dans bouquets DVB et IPTV: règle de correction du loudness (EBU TECH 3344) :

Découper 24h en plages d’1H, mesurer le loudness de chaque plage, loudness moyen du service = moyenne des plages dont le niveau est ≤ Max -2dBAppliquer correction pour revenir au target

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CONFIDENTIAL 20

Satellite 5.1 Dolby Digital

TNT HD5.1 Dolby Digital Plus

Internet RadioStereo HE AAC

PC StreamingStereo MP3, WMA

Dolby Digital vers Ampliavec système 5.1

System sounds triggered from remote

Dolby DigitalStreamed to PC

Les problèmes de niveau sur la TV et la radio DVB et IP seront résolus

L’AVR reste une plateforme multi formats et multi I/O

Toujours pertinent d’avoir des solutions de traitement audio dans les appareils grands public pour améliorer l’expérience, Exemple de plateforme MS11 de Dolby avec Dolby Volume:

5.1 Encoder

Ecouter


Une problématique universelle…On peut faire des analogies image / son!

Composition fréquentielle du son /Teinte, Saturation

Dynamique sonore / Luminosité, Contraste

Adapter un mixage à un système de reproduction / adapter une image à un écran (plage de couleurs, de lumières)

Garantir la reproduction de l’intension artistique en permettant une anticipation de la restitution

Image et mixage dynamiques:

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MERCI !

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loudness, niveaux et dynamique... vers une amélioration des standards

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