1. Loudness, Niveaux et Dynamique...
Vers une amélioration des standards
Anaïs LIBOLT
Dolby
15 Novembre 2011
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2. Sommaire
Qu’est ce que le loudness?
Mesurer le Loudness
Loudness standards
Quelques définitions
Affichage
Contexte Français
Le mixage
La diffusion
Flux Dolby
Résultat final
Loudness, Niveaux, Dynamique…

3. 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 sonore
perçue.
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… Anaïs LIBOLT, Dolby Laboratories
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4. Mesurer le Loudness
L’algorithme définit dans l’ITU-R.BS 1770 pour mesurer le loudness
applique un filtre passe-haut et effectue
une sommation d’énergie sur
toute la durée de la mesure.
Le filtre RLB
Simple a implémenter
Bon résultats en tests subjectifs
Pré-filtrage
Tient compte des effets accoustiques
de la tête
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Loudness, Niveaux, Dynamique…
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5. Mesurer le Loudness
La mesure de loudness s’exprime en :
LU sur une échelle relative
LKFS 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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Loudness, Niveaux, Dynamique…
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6. Mesurer le Loudness
Dernière 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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7. Mesure en True Peak
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
Les autres types de mesures
peuvent sous-evaluer le niveau du
signal, spécialement dans les hautes
fréquences.
NB : L’ITU-R BS 1770-2 fournit une
méthode pour mesurer en True Peak.
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8. Loudness Standards / Recommendations
ITU-R.BS 1770-2
Algorithms to measure audio program loudness and true-peak
audio level
Mesure pondérée K avec Gate à -10 dB, exprimée en LKFS
Défini la mesure True Peak
NB: la version 1770-1 est identique sauf qu’elle n’implémente
pas 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 dB
Indicateur Loudness Range (LRA)
Niveau crête max à -1 dBTP
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9. Loudness Standards
ATSC A/85 RP
Techniques for Establishing and Maintaining Audio Loudness for Digital
Television
Basée sur l’ITU-R 1770-1
Target 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 dB
Niveau crête max à -3 dBTP
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10. Loudness Standards - Imbrications
USA Europe
ITU-R 1770-2
Gate -10
Safety Gate -70 EBU R128
ATSC A85 Unité en LU
Mesure à partir
LUFS proposé
d’un élément
LRA descriptor
ancre
ITU-R 1770-1
Au centre de tous
les textes
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11. 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 Term
C’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 Momentary
C’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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12. Quelques definitions…
LKFS
“Loudness K-weighted relative to full scales”. Se dit pour une mesure effectuée
par un équipement qui implémente l’algorithme ITU-R BS.1770 (v. 1&2)
LU / LUFS
LU = 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.1772-2
Graduation par pas de 1 dB
C’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 utilise
toujours LKFS (au 15/11/11)!
Safety Gate
Une 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.
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13. Quelques definitions…
Loudness Range (LRA)
distribution statistique des intensités sonores courtes durées
mesurées dans une séquence audio
S’exprime en dB, quantifie l’aspect dynamique du programme
Définition dans le document TECH3342
Se base sur la mesure Short Term 3s
Filtre avec une gate fixe à -70 LUFS
Utilise une gate relative à -20 pour
évacuer le bruit de fond de la mesure
On ne prend en compte que les
données situées entre le 1Oème et le
95ème centile
Ne conserve que les signaux utiles
(des signaux les plus faibles - hors
bruits de fond - aux signaux les plus
forts - hors bruits forts ponctuels).
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14. Affichage / Echelle
Affichage 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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15. Contexte Français - Mixage
CST RT-17 V2 : définissait le loudness
par rapport à la détection de dialogue, à
-25 LKFS
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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16. Loudness cible pour le mixage
Dialogues: ± 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
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17. Contexte Français - diffusion
Le 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 LUFS
1er Janv 2013: Loudness moyen à
-23 LUFS avec un maximum mesuré
en Short Term 3s à -20 LUFS
Ce texte ne concerne que les
diffuseurs. Les livraisons de
programme se font à -23 LUFS
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INFORMATION

18. 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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19. Résultat final
Continuité 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 -2dB
Appliquer correction pour revenir au target
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20. Ecouter
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:
Dolby Digital
Streamed to PC
TNT HD
5.1 Dolby Digital Plus
Satellite
5.1 Dolby Digital
Dolby Digital vers Ampli
Internet Radio avec système 5.1
Stereo HE AAC 5.1 Encoder
PC Streaming
Stereo MP3, WMA
System sounds
triggered from remote
Loudness, Niveaux, Dynamique…
CONFIDENTIAL 20

21. 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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22. MERCI !
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