Le loudness 5 ans plus tard

Le loudness 5 ans plus tard… Dolby and the double-D symbol are registered trademarks of Dolby Laboratories. All other trademarks remain the property of their respective owners. © 2010 Dolby Laboratories, Inc. All rights reserved.

15 Novembre 2011

Le Loudness 5 ans plus tard... Trop fort! Anaïs LIBOLT

Dolby

Le loudness 5 ans plus tard…

Sommaire Qu’est ce que le loudness?

Rappels

Loudness standards

Contexte Français Le mixage La diffusion

Flux Dolby

Au-delà du broadcast…

Exemple du Cérify

Le loudness dans les installations domestiques

Le loudness 5 ans plus tard… 3

Rappels - 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…)

Le loudness 5 ans plus tard… Vision 10, 8 Avril 2010 Anaïs LIBOLT, Dolby Laboratories

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Rappels - Mesurer le Loudness

Le filtre RLB Simple a implémenter Bon résultats en tests subjectifs

Pré-filtrage Tient 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 effectue

une sommation d’énergie sur toute la durée de la mesure.


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Rappels - Mesurer le Loudness

La mesure de loudness s’exprime en : LU sur une échelle relative LKFS/LUFS 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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Rappels - 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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Le loudness 5 ans plus tard… Vision 10, 8 Avril 2010

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Mesure en True Peak

Les autres types de mesures peuvent sous-evaluer le niveau du signal, spécialement dans les hautes fréquences.

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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


Mesure en True Peak

L’ITU BS.1770-3 a mis à jour la définition de la mesure de True Peak.

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

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Loudness Standards / Recommendations ITU-R.BS 1770-3

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, modifiée depuis la 1770-2

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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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 -3 dBTP (soon!) Va être révisée pour inclure la Gate, mais autorise toujours les

autres méthodes

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


Contexte Français - Mixage

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La CST RT-17 V3 : définit le loudness par rapport à la fonction Gate (R128)

à -23 LUFS (Integrated loudness)

⇒ La tolérance pour ce niveau cible est de:

• +/- 1 dB pour les programmes longs

• 0 dB pour les programmes courts (≤ 2 mn)


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Contexte Français - 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


Contexte Français - diffusion Depuis le 1er Janvier 2012:

Loudness cible à -23 LUFS par programme et sur une journée pour une chaîne, avec tolérance de -1LU / +3LU.

LRA < 20, dialogue à +/- 7LU en Short term.

Pour la pub: Loudness moyen à -22 LUFS avec un maximum mesuré en Short Term 3s à -18 LUFS

A partir du 1er Janv 2013:

Loudness cible à -23 LUFS +/-1 LU,

LRA < 20, dialogue à +/- 7LU en Short term.

Pour la pub: Loudness cible à -23 LUFS avec un maximum mesuré en Short Term 3s à -20 LUFS

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Ces valeurs ne concernent que les diffuseurs. Les livraisons de programme se font à -23 LUFS


Contexte Français - diffusion Bilan des opérations

2011: 190 plaintes. 2012: diminution des plaintes CSA de 40% (89 plaintes en 10 mois en 2012 contre 151 en 2011)

Les jingles et sponsors sont encore un peu trop percutants!

Problème inhérent à la structure des programmes: l’enchainement d’une fin « calme » et d’un début « musclé » peut donner une impression de « trop fort » alors que le loudness moyen est correct…

Nouvelle campagne de mesure du CSA en cours.

Distribution ADSL, Sat et câble: mesures effectuées avant la box. Une box par distributeur semble être testée également.

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Flux Dolby

Dans les métadonnées Dolby on remplace le Dialogue Level par le loudness Integrated (1770-3) 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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Le loudness 5 ans plus tard… 16

Idéalement, le niveau moyen du dialogue équivaut au loudness. Mais sur des mixages très dynamiques ou mixés avant la RT17 v3, on peut avoir de gros écarts.

Important de surveiller l’indicateur de niveau Short Term pendant le mixage des dialogues. Instruments existent pour gérer le dialogue dans le mixage tout en restant dans le cadre R128.

Flux Dolby


Le Cerify

Un instrument de mesure et de correction:


Loudness correction – Cerify Le Cerify intègre la librairie de mesure et de correction du loudness de Dolby

Mesure du loudness et logs dans le Cerify:

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Loudness correction – Cerify Correction du loudness:

Permet de corriger la loudness an accord avec les différents standards (EBU, ATSC):

Aligne à une valeur choisir par l’utilisateur avec une tolérance définie (simple translation)

Limite le True Peak ou Sample Peak (limiteur performant et transparent)

L’algorithme utilisé est proche de celui du DP600

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Loudness correction – Cerify

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Au-delà du broadcast… Radio : TECH3344 recommande -23 LUFS, mais pas toujours

adapté. Il faut un compromis entre DAB et FM.

Mobile TV /Podcast: les baladeurs n’ont pas assez de puissance pour restituer du contenu aligné à –23 de façon audible.

Sur Internet: Entre les contenus produits selon les normes broadcast et les User

Generated Content (type Dailymotion), on peut difficilement tout normaliser à un seuil commun.

Les mêmes contenus peuvent adresser de multiples récepteurs (PC, TV, mobiles…) qui n’ont pas les mêmes besoins.

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HDMI

HDMI SPDIF

TV connectée

Console, bluray, STB…

PC

Tablettes, mobiles…


Au-delà du broadcast… Comment adresser ces différentes exigences?

Rappelons que le Dolby Digital Plus utilise les métadonnées pour commander l’alignement du son au bon niveau dans le récepteur.

Il y a 3 modes dynamiques : Line mode (-31, Home Cinéma), RF Mode (-23, TV) portable Mode (-11, Mobilité).

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HDMI

HDMI SPDIF

TV connectée

Console, bluray, STB…

PC

Tablettes, mobiles…

-23

-23

-11

-31

Les métadonnées Dolby gèrent l’adaptation dynamique


Recommandations

Le loudness dans les appareils domestiques


CONFIDENTIAL

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Satellite 5.1 Dolby Digital

TNT HD 5.1 Dolby Digital Plus

Internet Radio Stereo HE AAC

PC Streaming Stereo MP3, WMA

Dolby Digital vers Ampli avec système 5.1

System sounds triggered from remote

Les problèmes de niveau sur la TV et la radio DVB et IP seront résolus grâce aux efforts des diffuseurs

De plus, il existe des solutions pour optimiser un confort d’écoute dans un environnement multi-sources (Dolby Volume…)

Mais l’AVR reste une plateforme multi formats et multi I/O

Tout dépend quand même de la configuration de l’utilisateur…

5.1 Encoder

Environnement domestique


La restitution domestique L’environnement domestique est très variable selon les installations (TV, set

top box, ampli…). Selon l’agencement des appareils, on peut arriver à une cohérence des niveaux audio… ou pas.

Les fabricants de Set-top boxes doivent être très vigilants sur la restitution des niveaux et les choix proposés à l’utilisateur selon sa configuration.

Le MPEG1L2 est normalement à -23 LUFS (R128) et toujours décodé dans la STB / TV

Les flux avec des métadonnées (Dolby, MPEG) sont soit décodés dans la STB / TV ou bien passés à un ampli Home Cinéma.

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La restitution domestique

Il faut faire en sorte que le

PCM stéréo issue du

MPEG1L2 soit raccord avec le

flux Dolby décodé, quelque

soit le chemin d’écoute (TV,

Home cinéma…).

Cet alignement est spécifié

dans le TB11 2010 update de

Dolby.

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HDMI SPDIF

-23

-31

MPEG1L2

DD+

HDMI

Décodeur


« TB11, 2010 update » de Dolby Les décodeurs Dolby ont 2 modes dynamiques : Line mode et RF mode.

Line mode permet une plus grande dynamique et reproduit le dialogue (ou loudness integrated) à –31 LUFS.

RF mode peut ajouter une compression de façon à restituer le dialogue (ou loudness integrated) à –23 LUFS. NB: Si le mixage est déjà à -23, peu d’effet…

Spécifications: Inclure RF mode: Les récepteurs grand public contenant un décodeur Dolby

Digital, Dolby Digital Plus ou Dolby et destinés aux marchés DVB, doivent implémenter le mode RF Mode sur la sortie stéréo. Si le Line mode est également implémenté, le RF Mode est le réglage par défaut.

Aligner le loudness à –23 LUFS sur la sortie stéréo: Les produits DVB en RF Mode alignent la sortie du décodeur Dolby (-31 LUFS) au niveau du décodeur MPEG1LII (-23 LUFS) sur les sorties stéréo, à +1/-2 dB. Cette tolérance s’accommode des appareils destinés aux régions qui ont adopté une spécification à -24 LUFS.

Le Line Mode (décodage à -31 LUFS) est le mode par défault des AVRs et Home Cinéma.

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« TB11, 2010 update » de Dolby

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Schéma extrait du TB11, à la courtoisie de l’EBU (TECH 3344)


Les connections entre appareils… Certains produits sont construits avant le TB11 de 2006, avant ou

après le TB11 2010 update. => différents comportements.

Voici 6 classes d’appareils qui réagissent différemment à l’injection d’un flux Dolby Digital Plus sur l’entrée HDMI:

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Les connections entre appareils…

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Les différentes connections possibles par HDMI ou SPDIF et le niveau attendu

En général une TV décode le Dolby à -23

En général un ampli décode le Dolby à -31

Broadcast input: MPEG1LII (-23) DD/DD+ HE-AAC (-23)


Les connections entre appareils… Recommandation d’ajouter un menu « Dolby sur HDMI » ON/OFF.

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Les différentes connections possibles par HDMI ou SPDIF et le loudness attendu

DOLBY OFF

DOLBY ON

Broadcast input: MPEG1LII (-23) DD/DD+ HE-AAC (-23)


MS11: sortie homogène en Dolby Digital (Plus) MS11 (Multistream decoder) est une plateforme technique de Dolby pour les

STBs et TVs.

Si le Dolby est activé, la sortie est en DD+ ou DD, avec le PCM encodé à -31 en DD. Chaque récepteur décode à son niveau nominal par la suite (-23 ou -31). Pas de problème d’alignement.

Gère même les entrées non broadcast

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Le loudness 5 ans plus tard… Dolby and the double-D symbol are registered trademarks of Dolby Laboratories. All other trademarks remain the property of their respective owners. © 2010 Dolby Laboratories, Inc. All rights reserved.

MERCI !


BACKUP

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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 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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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.


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

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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).

Le loudness 5 ans plus tard

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