Le loudness 5 ans plus tard

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

Dolby

15 Novembre ans
Le loudness 5 2011plus 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.

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…

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…)

3

Rappels - 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

Vision 10, 8 Avril 2010 Anaïs LIBOLT, Dolby Laboratories
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 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

Vision 10, 8 Avril 2010 Anaïs LIBOLT, Dolby Laboratories 5
5

 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.

Le loudness 5 ans plus tard… 6

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

Vision 10, 8 Avril 2010
7
7

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


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

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Contexte Français - Mixage
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)


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

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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
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.


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


Flux Dolby
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.


Un instrument de mesure et de
correction:
Le Cerify


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:


 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


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.


Au-delà du broadcast… TV connectée

HDMI
SPDIF
Console, bluray, STB…

PC
HDMI

Tablettes, mobiles…


 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).


Au-delà du broadcast… TV connectée

-23

HDMI
SPDIF
Console, bluray, STB…

-31
PC -23

HDMI

-11
Tablettes, mobiles…
Les métadonnées Dolby
gèrent l’adaptation dynamique


Le loudness dans les appareils
domestiques
Recommandations


Environnement domestique
 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…

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


CONFIDENTIAL 27

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.


La restitution domestique

-23
Il faut faire en sorte que le
PCM stéréo issue du
MPEG1L2 soit raccord avec le HDMI
MPEG1L2
flux Dolby décodé, quelque DD+
HDMI
SPDIF
Décodeur
soit le chemin d’écoute (TV,
-31
Home cinéma…).

Cet alignement est spécifié
dans le TB11 2010 update de
Dolby.


« 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.


« TB11, 2010 update » de Dolby

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:


En général une TV
décode le Dolby à
-23

Broadcast input:
MPEG1LII (-23)
DD/DD+
En général un ampli
HE-AAC (-23)
décode le Dolby à -31

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


 Recommandation d’ajouter un menu « Dolby sur HDMI » ON/OFF.

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

DOLBY ON

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


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


MERCI !

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BACKUP


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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 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.


 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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