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.



“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.


http://tech.ebu.ch/docs/r/r128.pdf


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.



“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.


https://tech.ebu.ch/docs/tech/tech3341.pdf

https://tech.ebu.ch/docs/tech/tech3341.pdf


“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®.


http://tech.ebu.ch/docs/tech/tech3342.pdf


Documento técnico EBU – TECH 3343 “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


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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