2013.04.04 l caro recomendaciones itu-ebu acerca de niveles de sonoridad

Recomendaciones ITU / EBU
acerca de niveles de
sonoridad
(aplicadas en servicios broadcast)

Por: Luis Caro Ruiz
Alumno tesista Ing. Civil Acústica
Universidad austral de Chile
Valdivia – 4 de Abril de 2013

Contenido:
 Sonoridad, definición.
 Curvas Isofónicas.
 Recomendación ITU BS. 1770-3
 Recomendación EBU R-128
 Documento técnico EBU – TECH 3341

Recomendaciones ITU / EBU acerca de niveles de sonoridad - Luis Caro Ruiz – 4 de abril 2013

Sonoridad, definición:
Es una medida de la intensidad con la que
un sonido es percibido por el oído humano, por lo
tanto, es una medida subjetiva, que dependerá de
múltiples factores:

 Frecuencia.
 Amplitud.
 Duración del sonido.
 Condiciones auditivas propias de quien escucha.


Frecuencia y Amplitud:
Ante estos parámetros del sonido, el oído humano
responde de distinta manera.

Pruebas realizadas en personas con buena salud
auditiva permiten la construcción de las curvas
isofónicas (de igual sonoridad). Unidad de medida:
fon.

Queda consensuando que para los 1000 Hz. En cada
curva la cantidad de fones serán iguales al nivel de
presión sonora. Con esa referencia se construyen las
curvas


Curvas Isofónicas:

FONES

Curvas Isofónicas:
Respecto a las curvas isofónicas, se puede observar
que:

(por ejemplo). Un tono puro de 1300 Hz., con una
intensidad real de 35 dB., se percibirá con la misma
intensidad que un tono puro de 100 Hz., pero con
una intensidad real de 60 dB. (Revisar curvas
isofónicas, curva de los 40 fones)


Recomendación ITU-R BS. 1770-3
“Algorithms to measure audio programme loudness
and true-peak audio level”- agosto de 2012.
http://www.itu.int/dms_pubrec/itu-r/rec/bs/R-REC-BS.1770-3-201208-
I!!PDF-E.pdf

Establece un algoritmo consensuado respecto a la
medición de sonoridad y nivel peak verdadero.

(Peak verdadero: en señales digitales, es el nivel peak
estimado entre muestras de la señal de audio,
estimación hecha por el dispositivo de medición)


Esta recomendación expone la manera como hacer coincidir
la impresión subjetiva de sonoridad con una medida
objetiva.

Para ello, define una curva
de ponderación basada en
varios factores, pero
principalmente en las
curvas isofónicas. Se trata
de la curva de
ponderación “K”.


El siguiente paso es calcular la energía efectiva de los
canales de audio, lo que resulta en la sonoridad
ponderada K, referenciada al fondo de escala digital,
expresada en unidades de LUFS o LKFS.

Para medidas relativas, se utiliza la unidad LU:
Loudness unit. 1 LU = 1 dB.

El canal LFE no sufre este procesamiento debido a la
falta de consenso respecto al método para determinar
los efectos subjetivos producidos por este canal.


Imagen:
Procesamiento
para la obtención
de la sonoridad
del programa
(caso de servicios
surround)


El algoritmo para calcular el nivel peak verdadero,
consta en 4 pasos:

1. Atenuación.
2. Sobre muestreo (x4).
3. Filtro pasa bajos.
4. Valor absoluto.


1) Atenuación: (restar 12,04 dB) con propósito de
proporcionar un margen para el procesamiento de la
señal subsiguiente utilizando una aritmética de
números enteros.

2) Sobre-muestreo: propósito: más precisión en la
forma de la onda. Aumenta la velocidad de muestreo
de una señal input de 48 kHz., cuatro veces (factor de
sobre-muestreo: 4x). En el caso de una señal de 96
kHz., basta con un factor de sobre-muestreo x2).


3) Filtro pasa bajos: se utiliza un conjunto de
coeficientes de filtro (interpolación FIR con diferentes
coeficientes dependiendo del factor de sobre-
muestreo y el orden, determinado por la velocidad de
muestreo de la señal input).

4) Valor absoluto: es tan solo la eliminación de los
signos negativos en las muestras.

Los resultados deben expresarse en dBTP.


Recomendación EBU R-128
“Loudness normalisation and permitted maximum
level of audio signals”- agosto de 2011.
http://tech.ebu.ch/docs/r/r128.pdf

Recomienda que los niveles de sonido en los servicios
broadcast sean normalizados considerando la
sonoridad y NO los valores peak como comúnmente
se hace.

Fija los valores para la normalización de los
parámetros de sonoridad y de peaks.


 Recomienda que los parámetros expuestos por la ITU-R
BS. 1770-3 (Sonoridad del programa y Nivel de peak
verdadero), añadiendo también el Rango de sonoridad,
sean utilizados para caracterizar una señal de audio. (3
parámetros total)

 Que la sonoridad del programa sea normalizada a un
nivel objetivo de -23 LUFS. Con una desviación permitida
de ±1.0 LU para programas de difícil normalización (e.g.
programas en directo)

 Que el nivel peak verdadero máximo permitido de un
programa sea de -1 dBTP.


 Que las mediciones de rango de sonoridad sean
realizadas con un dispositivo conforme a EBU Tech Doc
3342.

 Que las mediciones sean realizadas con dispositivos
conformes a ITU-R BS. 1770 y al EBU Tech Doc 3341.

 Que la señal de audio sea medida sin enfatizar en
elementos específicos tales como música, voz o FX.

 Que la medición incluya un método de umbral de
puerta., según ITU-R BS. 1770.


Documento técnico EBU – TECH 3341
“loudness metering: “EBU mode” metering to
supplement loudness normalisation in accordance
with EBU R 128” – Agosto de 2011
https://tech.ebu.ch/docs/tech/tech3341.pdf

Entrega consideraciones técnicas y especificas
respecto a las características de los medidores “modo
EBU” (medidores de sonoridad basados en ITU-R BS.
1770-3). Características como: escalas temporales,
tiempos de integración, umbral de puerta, unidades,
escalas, rangos, requerimientos del visualizador y
calibración.

“loudness range: a measure to supplement loudness
normalisation in accordance with EBU R 128” – Agosto
de 2011
http://tech.ebu.ch/docs/tech/tech3342.pdf

Define el parámetro de rango de sonoridad y define el
algoritmo para obtenerlo, expone requerimientos
mínimos que el medidor de sonoridad debe cumplir
para entregar una lectura confiable, finalmente
entrega el algoritmo para que pueda ser
implementado en MATLAB®.


“Practical guidelines for production and
implementation in accordance with EBU-R 128” –
Agosto de 2011 http://tech.ebu.ch/docs/tech/tech3343.pdf

Documento enfocado para los productores de
contenido broadcast. Resume la ITU-R BS. 1770 y la
EBU-R 128, fundamenta el cambio de normalización
basada en peaks a sonoridad, comenta acerca del
rango de sonoridad y de los peaks verdaderos,
comenta como deberían ser los procesos de
normalización para programas en vivo y para
contenido basado en ficheros, uso de metadatos y
proceso de migración a la normalización basada en
sonoridad.

“Practical guidelines for distribution systems in
accordance with EBU-R 128” – octubre de 2011
http://tech.ebu.ch/docs/tech/tech3344.pdf

Documento enfocado para los re-distribuidores de
contenido broadcast, pudiendo estar enfocados en el
área de televisión digital por cable, IP, terrestre o
enfocados en la re-distribución de radio FM. Relata
como debe ser la normalización del sonido en modo
análogo y digital, explica las adaptaciones de los
niveles en los IRD’s, muestra aplicaciones en estudios
de televisión, equipos de home theatre y media
players.


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