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AXD-LoudnessNormalization

Mesure de l'intensité sonore

L'intensité est souvent confondue avec le volume. Les deux termes, cependant, sont des concepts entièrement différents. Le volume est une mesure scientifique de la quantité ou de la puissance d'un son. Le niveau sonore, en revanche, est beaucoup plus difficile à quantifier car il est complètement subjectif et entièrement basé sur une perception subjective du son. Le spectre fréquentiel, la durée et le volume d'un son sont tous des facteurs dans la façon dont est perçu le volume.

Nous mesurons le volume via le niveau de pression acoustique (Sound Pressure Level ou SPL), qui mesure le changement de pression atmosphérique causé par un son. Nous pouvons mesurer le SPL, mais celui-ci ne mesure pas la puissance du son ou la perception subjective de celui-ci par la personne qui l'entend.

Le volume est perçu différemment en fonction fonction des fréquences présentes dans le spectre de la piste sonore. Un volume considéré comme confortable pour une onde sinusoïdale de fréquence 1KHz paraîtra trop fort pour une onde de fréquence 10 kHz.

Le volume peut également être mesuré sous sa forme de signal électrique et exprimé en décibels. Un décibel (dB) mesure le rapport entre deux niveaux : le niveau mesuré et un niveau de référence fixe. La quantité de décibels se rapportent à une échelle spécifique, ou un point de référence, comme un niveau de tension. La fréquence théoriquement la plus basse audible par l'oreille humaine a un volume objectif de 0 dB.

Pour l'audio analogique, le volume peut être mesuré en utilisant l'échelle dBu qui représente une valeur référencée à 0,775 volts.

Dans le domaine numérique, le volume est mesuré à l'aide de l'échelle dBFS, qui signifie «full scale decibels». Les signaux audio numériques sont écrêtés à 0 dBFS, qui est le signal numérique le plus puissant pouvant être représenté sans distorsion. Bien qu'il n'y ait pas de norme unique pour la conversion entre les niveaux numériques et analogiques, de nombreux stations audionumériques définissent +4 dBu comme -18 dBFS par convention. Un niveau de référence ou -18 dBFS = 0 VU fournit 18 dB de marge sur 0, donc le niveau analogique maximum serait de +22 dBu, ou 18 dB au-dessus de +4 dBu (0 VU). Concrètement cela signifie qu'un signal inférieur à 0 dBFS saturera.

La plupart des systèmes analogiques et numériques utilisent une combinaison de mesure de crête (le niveau le plus élevé produit par l'audio) et de mesure RMS (Root Mean Square).

LUFS (Loudness Unit Full Scale) mesure la sensation globale de volume (loudness) sur une période de temps, et non l'énergie électrique distribuée sur le spectre du signal. Les unités de volume diffèrent des décibels de plusieurs manières. Premièrement, un décibel quantifie simplement la quantité de pression d'air déplacée par un son ; LUFS maintient la cohérence du volume résultant de l'audio. Deuxièmement, un décibel utilise la pression atmosphérique standard comme point de référence pour mesurer l'intensité du son ; Une mesure en LUFS n'a pas besoin d'une référence pour mesurer le même volume.

La relation entre l'intensité sonore qui frappe les tympans et son volume perçu est de nature logarithmique. LUFS mesure l'intensité du son sur une période de temps et ne base pas son échelle sur la courbe de Robinson-Dadson. Cette échelle se base sur la perception humaine du son pour atténuer ou augmenter dans le temps le volume sonore.

Besoins et Implementation :

Ici le besoin était de produire un moyen de normaliser un jeu d'IR binaurales stéréos par rapport à une IR de référence.
Une référence est intégrée au logiciel mais peut être entrée manuellement par l'utilisateur. Un moyen de modifier le gain stéréo manuellement est également intégré.
 L'opération de normalisation se réalise de la manière suivant :

  • Les niveaux LUFS des signaux d'entrée et de la référence sont mesurés.
  • Chacun des signaux d'entrée sont filtrés par des filtres de Robinson-Dadson jusqu'à matcher la "loudness" du fichier de référence.
  • L'éventuel gain stéréo est appliqué.

Pour éviter la situation, le gain appliqué ne peut dépasser 0,1 dBFS.

Compilation:

sudo pyinstaller ui.py --clean -n AXDLoudnessNormalization -w