loudness

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10 choses à savoir sur le loudness

1. Le Loudness correspond à ce que l’on entend

Le loudness fait référence à l’énergie sonore ressentie lors de l’écoute d’une voix, d’une musique, d’un bruit… Le loudness dépend du niveau, de la fréquence, du contenu et de la durée de l’élément sonore, parmi d’autres caractéristiques. Par comparaison, la mesure de crête prend simplement en compte le niveau.

2. Les téléspectateurs se plaignent des écarts de loudness

Les téléspectateurs sont régulièrement gênés par les brusques écarts de loudness, notamment à chaque coupure publicitaire. Les spots publicitaires sont bien souvent décriés pour leur taux de compression élevé et la sensation de leur diffusion à fort niveau.

3. Les appareils de mesure audio traditionnels ne mesurent pas le loudness

Les appareils de mesure audio sont typiquement basés sur la mesure des crêtes (PPM et QPPM). Renforcer leur pertinence par l’ajout d’une mesure de loudness est un pas supplémentaire vers l’outil de mesure absolu : l’oreille humaine.

4. L’excursion dynamique des programmes s’est dramatiquement réduite du fait de la « guerre du loudness »

La mesure de crêtes a encouragé la prolifération de puissants processeurs de dynamique pour tenter de rendre chaque programme diffusé plus fort que ses concurrents. Hélas ce procédé fatigue l’audition et réduit la qualité du son de manière générale. En introduisant la normalisation des mesures de loudness, il devient possible de contrer cet état de fait.

5. La dynamique est un outil de mixage créatif : réellement !

La compression de la dynamique ne devrait être qu’un outil artistique (résorber de trop grandes variations du niveau d’une voix ou donner plus de « punch » à un instrument de musique). L’usage de la compression dynamique dans le seul but « d’être le plus fort » déshumanise le programme. En basculant vers la normalisation des mesures de loudness, les compresseurs de dynamique retrouveraient leur utilité artistique.

6. Changer de référence peut mettre un terme à la « guerre du loudness »

La « guerre du loudness » entre les chaînes et entre les programmes doit cesser. Les téléspectateurs ne la supportent plus. La concurrence devrait se recentrer sur les notions de qualité de son et de qualité de contenu.

7. La normalisation du loudness des programmes apporte la solution

Tout le monde reconnaît le problème et la nécessité d’y remédier. La solution consiste à changer la méthodologie de mesure et établir un niveau de loudness cible commun pour la réalisation des mixages.

8. L’Union Européenne de Radiodiffusion (EBU) propose un protocole concret

L’EBU abrite un groupe de travail conséquent (plus de 160 experts et contributeurs) afin de définir la recommandation R128, l’usage d’un niveau de loudness cible pour la diffusion TV, l’utilisation d’un indicateur d’excursion dynamique (le Loudness Range ou LRA) ainsi que l’édition de guides pratiques pour l’usage de la mesure de loudness et captation, production et diffusion. L’ambition de ce groupe de travail reste l’harmonisation de la méthode de mesure de l’audio au niveau international.

9. Un standard pour la mesure de loudness existe : l’ITU-R BS.1770-2

Le standard ITU-R BS.1770-1 a servi de base pour les travaux de l’EBU R128. Les fabricants d’appareils de mesure participant à ces travaux ont accepté d’implémenter un « EBU mode » pour assurer l’alignement de leurs mesures de loudness. 1 an plus tard, l’ITU consacrait cette démarche par la mise à jour de son standard : ITU-R BS.1770-2

10. La normalisation du loudness doit concerner toute la chaîne de production

L’alignement du loudness des programmes ne peut pas être accompli du seul fait des chaînes de télévision et de leurs équipements de diffusion. La détermination du loudness approprié d’un programme doit être suivie à travers toute sa production, sa diffusion, sa distribution et sa réception téléspectateur. Pour assurer son succès, la recommandation EBU R128 prend en considération les aspects essentiels liés à la maîtrise du loudness depuis la captation jusqu’à l’écoute domestique d’un programme.

 

Définition du loudness

Tel qu’on l’entend depuis une dizaine d’année, le loudness définit une mesure d’énergie sonore. A l’origine, les mixeurs de cinéma ont fixé le niveau d’énergie acoustique des auditoriums pour correspondre à celui des salles de cinéma. De facto, leurs oreilles et leurs habitudes de travail se sont calibrées vis-à-vis de ce niveau constant, d’un auditorium à l’autre. Le recours à des appareils de mesure au cours du mixage cinéma s’est même raréfié.En télévision le niveau d’écoute du mixeur, et plus encore le niveau de reproduction chez les téléspectateurs, ne sont pas fixés. Les outils de mesure sont donc indispensables pour connaître le niveau réel des programmes. Les outils disponibles et répandus sont le Peak-mètre et le Quasi-Peak-mètre. Ils mesurent le niveau et ne mesurent pas l’énergie sonore. Ils ne traduisent donc pas l’exact ressenti humain.Le loudness, définit par l’ITU-R (BS.1770-1, BS.1771), apporte 2 éléments de métrologie particuliers :

  • une courbe de pondération, qui calque la mesure sur la courbe de réponse de l’oreille humaine, en effet un système auditif en parfaite santé est plus sensibles aux aigus qu’aux fréquences graves,
  • une règle de sommation des énergies sonores en fonction de leur provenance, en effet le ressenti est différent suivant la survenue d’un son de face, de côté, ou par l’arrière.

La mesure de loudness se mesure en LUFS (on rencontre aussi les unités Leq(R2LB) ou LKFS, identiques au LUFS). Ces « Loudness Unit » s’expriment sur une échelle numérique Full Scale, le 0 étant le degré maximum. En 2010 il était courant de mesurer des films mixés pour la TV entre -23 et -27 LUFS, des programmes d’information ou de divertissement entre -19 et -23 LUFS, des publicités entre -14 et -23 LUFS.

Cas particulier : le Dialog Level de Dolby

Les laboratoires Dolby ont créé un algorithme de loudness qui déclenche la mesure lorsque des dialogues sont détectés. On parle de Speech Detection ou Dialog Intelligence. La mesure de Loudness s’intitule alors Dialog Level. Jusqu’à l’avènement de la recommandation EBU-R128, cette méthode propriétaire a donné de très bons résultats pour tenter d’aligner le niveau ressenti des programmes entre eux. Hélas, certains programmes peu dialogués (musiques, documentaires, certains films) échappent totalement à cet algorithme.

 

La recommandation EBU-R128 (mesure de loudness EBU mode et Loudness Range)

A la définition de l’ITU-R, l’Union Européenne de Radiodiffusion (European Broadcast Union : EBU) a rajouté un 3èmeélément de métrologie pour supplanter l’algorithme de Dolby et consacrer une mesure de loudness pertinente :

  • une intégration relative du loudness dans le temps, en effet le système auditif humain est sensible aux sons puissants s’ils durent longtemps.

La recommandation R128 propose une implémentation métrologique à base de blocs de mesure de 400 ms, permettant de mesurer le loudness de programmes extrêmement courts (jingles, publicités). De plus, la méthode propose d’évincer tous les blocs dont la mesure n’atteint pas 8 dB en deçà de la moyenne générale des blocs depuis le début du programme. Cette astuce permet de sortir de la mesure finale toutes les séquences de silence où le téléspectateur n’a aucune raison de monter le volume de son poste. Vis-à-vis du Dialog Intelligence de Dolby, la mesure R128 s’avère plus pertinente puisque tous les éléments sonores du programme sont pris en compte. Les appareils de mesure qui respectent la méthodologie EBU R128 doivent afficher la mention : EBU mode.

La recommandation R128 préconise également l’utilisation d’un indicateur d’excursion dynamique, le Loudness Range (ou LRA dans sa version abréviée). Cette mesure complémentaire permet de qualifier le taux de compression dynamique d’un programme, et permettre aux diffuseurs de refuser certains programmes trop compressés.

La recommandation R128 a été approuvée par la direction de l’EBU en septembre 2010. Près de 15 appareils de métrologie (plug-ins logiciels, appareils audio ou vidéo) respectant ces critères de métrologie ont été présentés lors de l’IBC 2010.

 

L’adoption du Loudness en France

Cas des programmes longsLes grandes chaînes françaises (groupe TF1, groupe M6, groupe Canal+, groupe France Télévisions) ont signé le 4 février 2010 une recommandation unique pour la validation technique de leurs programmes. Cette recommandation HDforum/FICAM/CST-RT017-TV stipule que l’ensemble des programmes livrés à ces chaînes doivent respecter un loudness cible de -25 LUFS (+/-2) mesuré selon la méthode Dolby (Dialog Intelligence).Avec la sortie de la métrologie R128, plus pertinente, la mise à jour de la recommandation française est intervenue le 4 juillet 2011. Elle prévoit l’application de la tolérance européenne, soit -23 LUFS (+/-1) mesurée cette fois selon la R128. La correspondance entre l’actuelle méthode et la méthode R128 a été vérifiée. Les mesures correspondent dans plus de 80% des cas.

Cas des programmes courts

Le cas des publicités et programmes courts est différent. Avec l’apport de la métrologie R128, la nouvelle recommandation propose une méthode d’alignement des publicités et programmes courts. Le CSA  en partenariat avec les syndicats d’annonceurs, les chaînes et les prestataires techniques représentés par la FICAM ont défini un niveau maximum pour ces programmes courts : -23 LUFS, assorti d’une seconde limitation, mesurée en Loudness short term, et fixée à -20 LUFS.

 

La pratique du Loudness en production (publicité, film, studio, événement, sport, news)

Utiliser un appareil de mesure de loudnessQu’il s’agisse d’une prise de son ou d’un mixage, l’utilisation de la mesure de loudness EBU-R128 est très intuitive. Il s’agit d’être ni trop faible, ni trop fort, de viser simplement la mesure -23 LUFS (+/-1). L’appareil de mesure peut être un plug-in sur une station de montage, permettant au monteur de préparer correctement ses sons avant le mixage :

  • une voix parlée (commentaire, interview) ou une musique de générique est idéalement réglée à -23 LUFS
  • une ambiance doit généralement atteindre -30 LUFS pour être correctement audible

Un appareil de mesure de loudness « EBU mode » présente 4 types de mesure :

  • une mesure momentanée, qui correspond au bloc de 400 ms analysé, elle se présente comme un bargraph dont la balistique ressemble au VU-mètre
  • une mesure court terme, présentant une moyenne de la mesure des blocs des 3 dernières secondes, en général cette mesure glissante est présentée sous forme d’historique, plus pertinente en production
  • une mesure long terme, elle représente la moyenne générale et prend en compte l’intégration pertinente de la R128, on parle aussi de mesure intégrée. Elle se présente sous forme d’un nombre et doit donc viser -23 LUFS
  • une mesure du Loudness Range (LRA). Cet indicateur révèle le taux de compression général du programme. Certains diffuseurs réfléchissent à la possibilité de refuser les programmes trop compressés (typiquement, ceux dont le Loudness Range s’avère trop réduit, de l’ordre de 0 à 2 dB autour de la valeur cible).

 

Créativité et dynamique du mixage

Il est totalement permis et même recommandé de mixer en deçà et au dessus du niveau d’énergie cible, pour moduler les séquences calmes et dynamiques en fonction de l’esthétique du programme. Le loudness final exprime simplement le « centre de gravité » de l’énergie sonore, et la recommandation stipule que ce centre de gravité doit être de -23 LUFS.

En pratique, il est aujourd’hui conseillé de conserver les dialogues entre -30 (chuchotement) et -16 (cris) et les autres éléments remarquables du mixage entre -35 et -11 LUFS. Ces mesures de loudness sont généralement visualisées en cours de production sur l’historique de la mesure court terme (expliquée ci-dessus).