Directrices prácticas para los sistemas de distribución conforme a la recomendación UER R 128

Transcripción

1 UER TECH DOC 3344 Directrices prácticas para los sistemas de distribución conforme a la recomendación UER R 128 Información complementaria a la UER R 128 Traducción elaborada por Grupo de Trabajo de Audio del Foro Técnico de la Televisión Digital Coordinado por RTVE y la Sección española del AES (Audio Engineering Society)

2 Directrices Prácticas para los sistemas de distribución conforme a la UER R 128 Tech 3344 NOTA: Este documento es la traducción del documento EBU TECH 3344 Practical guidelines for distribution systems in accordance with EBU R 128 elaborado por la UER y al que se puede acceder en * Este documento está paginado para su impresión a doble cara. 2

3 Tech 3344 Directrices Prácticas para los sistemas de distribución conforme a la UER R 128 Anotación sobre Conformidad Este documento contiene texto normativo y texto informativo. Todo el texto es normativo excepto la Introducción y cualquier otro específicamente etiquetado como Informativo o párrafos individuales que comiencen con Nota:. El texto Normativo describe elementos indispensables u obligatorios. Contiene las palabras clave que indican conformidad: debe, debería o podrá definidas de la siguiente manera: Tiene que o No tiene que : Indica los requisitos que deben seguirse estrictamente y de los que no se permite desviarse con el fin de cumplir con el documento. Debería o No debería : Indica que, entre varias posibilidades, se recomienda una como particularmente conveniente, sin mencionar ni excluir otras. O, Indica que se prefiere realizar una determinada acción pero no se requiere necesariamente. O, Indican que (en forma negativa) una cierta acción está en desuso pero no prohibida. Podrá y No es necesario : Indica el curso de una acción permitida dentro de los límites del documento. Por defecto se identifica con obligatorio (en frases que contienen debe ) o con recomendado (en frases que contienen debería ) de forma preestablecida. Dicho preestablecimiento puede, opcionalmente, ser sobrescrito por la acción del usuario o suplementado con otras opciones en aplicaciones avanzadas. Las obligaciones por defecto deben ser respetadas. Lo preferible es el respeto a las recomendaciones por defecto, pero no se requiere necesariamente. El texto Informativo es potencialmente útil para el usuario, pero no es indispensable y puede ser eliminado, cambiado o añadido editorialmente sin afectar al texto normativo. El texto informativo no contiene palabras clave. Una aplicación conforme es la que incluye todas las disposiciones obligatorias ( debe ) y, si se aplican, todas las disposiciones recomendadas ( debería ) como se describe. Una aplicación conforme no tiene necesidad de aplicar disposiciones opcionales ( podrá ) y no es necesario ponerlas en práctica tal y como se describe. 3

4 Directrices Prácticas para los sistemas de distribución conforme a la UER R 128 Tech

5 Tech 3344 Directrices Prácticas para los sistemas de distribución conforme a la UER R 128 Contenido 1. Ámbito de aplicación Directrices para emisión y re-emisión de servicios de televisión y radio Objetivos y principios básicos Normalización por sonoridad de servicios de televisión Normalización por sonoridad de servicios de radio Televisión analógica y transmisión de radio a través de redes de cable Televisión analógica terrestre y transmisión de radio FM Coherencia de sonoridad en sintonizadores externos, televisores y dispositivos de cine en casa Normalización de la sonoridad en dispositivos portátiles y alimentados por baterías Nota acerca del Boletín Técnico 11 de Dolby Normalización por sonoridad en sistemas de distribución digital Diferencias de Sonoridad en distribución Normalización activa de la sonoridad de servicios de radio y televisión digitalmente distribuidos Nuevos servicios añadidos Registro y alarmas Cabeceras locales digitales Fuentes de audio inconsistentes Aplicaciones interactivas Inserción de publicidad Video bajo demanda y otros sistemas de serialización Servicios regionales conmutados Normalización por sonoridad en sistemas de distribución analógicos Diferencias de nivel de sonoridad en distribución Limitación Normalización de sonoridad activa de servicios de radio y televisión analógicos Cabeceras locales analógicas Diseño de cabeceras para sistemas de televisión y radio FM Niveles de alineación en sistemas de distribución analógicos y digitales alineación entre sistemas e interfaces Niveles de modulación para sistemas de televisión analógica y radio Nota sobre IEC EN Aclaración sobre las ilustraciones de alineamiento de niveles alineamiento para sistemas B, B1, D, D1, G, H, K, K1, I e I

6 Directrices Prácticas para los sistemas de distribución conforme a la UER R 128 Tech alineamiento para sistema L de televisión alineamiento para sistemas de televisión NICAM B, B1, D1, G, H, K1 y L alineamiento para televisión NICAM sistemas I e I alineamiento para radio estéreo FM alineamiento para radio FM mono Sintonizadores externos y receptores-decodificadores integrados profesionales Ámbito de aplicación Sistemas Audio Modo Línea y Modo RF Adaptación de niveles Valores del nivel de adaptación que deben ser fijados en el menú de instalación Información adicional para la implementación de la adaptación en los IRD s Notas sobre la representación gráfica del procesamiento audio en cada dispositivo Representación gráfica de la adaptación de niveles en un IRD Sistema A Representación gráfica de la adaptación del nivel en un IRD sistema B Resumen de la adaptación de nivel requerida para la configuración del menú de instalación del IRD Control de Volumen del IRD Relación de nivel de salida analógica Ajustes adicionales a implementar en el menú de usuario de un IRD profesional Ajustes de las preferencias de audio Preferencias de ajuste de audio a implementar en el menú de preferencias de usuario Preferencias de ajuste de audio a implementar en el menú de usuario dependiente del servicio Resolución de audio Procesamiento de audio en un IRD profesional DD/DD+ Control de Rango Dinámico (DRC) Control de rango dinámico para HE-ACC Características adicionales de control de rango dinámico o mejora de audio Reducción de canales de audio multicanal Aplicaciones interactivas Aplicaciones para Internet Televisores e IDTVs Aplicación Sistemas de audio Modo línea y Modo RF Adaptación de nivel Ajustes para adaptación de nivel a implementar en el menú de instalación Información adicional para implementar la adaptación en los IDTVs Notas sobre la representación gráfica del procesamiento de audio en el interior de los dispositivos Representación Gráfica de la adaptación de nivel en el sistema IDTV A

7 Tech 3344 Directrices Prácticas para los sistemas de distribución conforme a la UER R Representación Gráfica de la adaptación de nivel en el sistema IDTV B Resumen de la adaptación nivel requerida para la configuración del menú de instalación del IDTV Control de volumen del IDTV Relación del nivel de salida analógica Ajuste de las preferencias de audio Preferencias de ajuste de audio a implementar en el menú de preferencias de usuario Ajustes del audio preferente para establecerse en el menú de servicio dependiente de usuario Resolución de audio Control de rango dinámico DD/DD Control de rango dinámico HE-AAC Control de rango dinámico adicional o características de enriquecimiento de audio Reducción de canales en audio multicanal Aplicaciones interactivas en IDTV Aplicaciones de internet Dispositivos de Cine en Casa Aplicación Sistemas de Audio Modo de línea y modo RF Adaptación de nivel Ajustes de adaptación de nivel de entradas para implementarse en el menú de usuario Ajustes de adaptación de nivel para aplicaciones a implementar en el menú de usuario Audio en la salida HDMI Información adicional para implementar la adaptación de equipos de Cine en Casa Notas de la representación gráfica del procesado de audio en los dispositivos Representación gráfica del nivel de adaptación en equipos de Cine en Casa Resolución de audio Control del rango dinámico DD/DD Control del rango dinámico HE-AAC Control del rango dinámico adicional o características de enriquecimiento de audio Reducción de audio multicanal Reproductores multimedia Aplicación Sistemas de audio Modo de línea y modo RF Adaptación de nivel Ajustes de adaptación de nivel a implementar en el menú de instalación Información adicional para implementar la adaptación en reproductores multimedia Notas sobre la representación gráfica del procesamiento de audio en los dispositivos Representación gráfica de la adaptación de nivel en un reproductor multimedia de Sistema A

8 Directrices Prácticas para los sistemas de distribución conforme a la UER R 128 Tech Representación gráfica de la adaptación de nivel en un reproductor multimedia de Sistema B Tabla de adaptación de niveles requerida en el menú de instalación para reproductores multimedia Control de volumen en reproductores multimedia Relación de nivel para salidas analógicas Preferencias de audio Preferencias de audio a implementar en el menú Preferencias de Usuario Preferencias de audio a implementar en el menú de usuario dependiente del servicio o medio Resolución de audio Control de rango dinámico DD/DD Control de rango dinámico HE-AAC Control de rango dinámico adicional u otras mejoras de audio Reducción de audio multicanal Aplicaciones interactivas Aplicaciones de Internet Dispositivos portátiles y alimentados por batería Receptores de radio FM y DAB Aplicación Relación de nivel de salida en receptores de radio FM Receptores FM portátiles y alimentados por batería Relación de nivel de salida en receptores DAB y DAB Receptores DAB portátiles y alimentados por batería Referencias Referencias normativas Referencias informativas Lista de abreviaturas...87 Agradecimientos Aunque este documento es el resultado de mucho trabajo de colaboración dentro del grupo PLOUD de la UER, no habría salido a la luz sin la habilidad, la dedicación y el esfuerzo de Richard van Everdingen, con el apoyo de Ian Rudd, que perfeccionó el texto para ser publicado. Muchísimas gracias. 8

9 Tech 3344 Directrices Prácticas para los sistemas de distribución conforme a la UER R 128 Directrices prácticas para los sistemas de distribución de acuerdo con la EBU R 128 Comité UER Editado por primera vez Revisado Reeditado Comité Técnico 2011 Palabras Clave: Sonoridad, normalización, transmisión, distribución, cabecera, equipos de consumo, decodificador con receptor integrado, televisión digital integrada, radio FM. 1. Ámbito de aplicación Este documento representa las directrices prácticas para la distribución en radiodifusión. Las directrices tienen por objeto: Especificar el procesado y los ajustes pertinentes en la cadena de la señal desde el estudio hasta los equipos del consumidor. Fomentar la adaptación de los radioteledifusores que no cumplen la EBU R-128 [1] para que sus emisiones sean compatibles con la recomendación Se anima a cumplir con este conjunto de directrices a las siguientes partes con el fin de permitir la interoperabilidad en las emisiones de los Miembros de la UER que sigan la recomendación para la normalización por sonoridad establecida en la EBU R-128 y para permitir la coherencia en la reproducción en los equipos de los consumidores Distribuidores de contenidos Compañías que transmiten radio y televisión vía terrestre, cable, satélite, IPTV u otros medios. Industria del equipamiento electrónico para radioteledifusión Fabricantes de dispositivos de distribución de audio y vídeo, decodificadores receptores profesionales integrados, herramientas de medida y adaptadores de nivel de sonoridad. Industria del equipamiento de electrónica de consumo Fabricantes de dispositivos de cine en casa (tales como receptores AV), televisores y sintonizadores externos. 2. Directrices para emisión y re-emisión de servicios de televisión y radio. 2.1 Objetivos y principios básicos. El objetivo de estas directrices es lograr la normalización de la sonoridad entre servicios en la fase de distribución de la cadena de radio y televisión y para lograr la igualdad entre sistemas e interfaces del equipamiento del consumidor para la reproducción de radio y televisión. El objetivo es reducir las diferencias de sonoridad a un nivel donde los consumidores puedan cambiar de manera segura de un canal a otro y de un sistema de audio a otro sin molestias. Para lograr niveles de sonoridad consistentes en todas las instalaciones, la distribución y redes de transmisión y, en última instancia, para el oyente, la cadena de transmisión completa de producción, serialización y distribución debe ser incluida en el ámbito de aplicación de la recomendación. Este documento incluye requerimientos y recomendaciones para sintonizadores externos, televisores y equipos cine en casa, niveles para codificación, decodificación y modulación e introduce la normalización de la sonoridad sin pérdidas en la etapa de distribución. El objetivo es ofrecer una más coherente calidad de sonido y por lo tanto una experiencia de escucha más agradable para la audiencia. 9

10 Directrices Prácticas para los sistemas de distribución conforme a la UER R 128 Tech 3344 Los principios básicos que se aplican a la normalización por sonoridad conforme a la EBU R-128 son: La determinación y coherencia de las propiedades del rango dinámico de un servicio de radio o televisión para las plataformas específicas de transmisión se consideran responsabilidad de las emisoras de radioteledifusión. En consecuencia, una restricción importante es que las propiedades del rango dinámico de un servicio reemitido no se modificará en la fase de distribución a menos que sea estrictamente necesario por razones técnicas, en particular para adaptar la señal a las limitaciones del sistema de distribución, por ejemplo, para evitar sobrecargas. La adaptación de los sistemas de frecuencia modulada y otros sistemas basados en transmisión analógica o con pre-énfasis, es considerada responsabilidad de las empresas de distribución. En consecuencia, se recomienda que el tratamiento para este tipo de sistemas se traslade desde el estudio a la etapa de distribución de la cadena de transmisión, lo que evita de este modo la limitación innecesaria de los sistemas de transmisión digital. Las especificaciones para los sintonizadores externos y televisores digitales integrados que se requieran para asegurar el funcionamiento óptimo y no distorsionado de las emisiones de los Miembros de la UER se considera que son responsabilidad conjunta de las organizaciones que especifican los requisitos para la distribución y los sistemas de recepción. En consecuencia, se anima a las empresas de distribución a que sigan las directrices que apoyan la EBU R 128 en sus propias especificaciones y flujo de trabajo operativo y de apoyar activamente el objetivo de lograr la normalización por sonoridad en la radio y la televisión. La igualdad de sonoridad entre los servicios se considera que ha de ser el objetivo de las empresas de distribución. En consecuencia, se recomienda que se aplique una normalización activa en los sistemas de distribución. Hay que destacar que es esencial aplicar la normalización por sonoridad en todos los servicios. De esta manera, la calidad de la experiencia de todo el contenido que se distribuye mejora en beneficio de la audiencia, mientras que el proceso de normalización por sonoridad de la UER está activa y sosteniblemente apoyado. Las compañías de distribución que vayan a aplicar la EBU R-128 en su flujo interno de trabajo, deben contactar con la sede de la UER en Ginebra (más detalles en La UER posteriormente consultará a sus miembros locales (donde estén disponibles) y puede dar acceso a la información de soporte. Este procedimiento es esencial para asegurar que se llegue al entendimiento mutuo sobre la correcta aplicación del documento técnico EBU Tech En este documento se asume que se sigue este proceso. 2.2 Normalización por sonoridad de servicios de televisión Se asume en este documento directriz que las emisiones de los Miembros de la UER se transmitirán de acuerdo con la EBU R-128. Sin embargo, otras estaciones de radioteledifusión de dentro y de fuera de Europa, servicios temáticos, sistemas de serialización, publicidad insertada localmente, aplicaciones interactivas de sintonizadores externos y estaciones locales de radiodifusión pueden utilizar otros Niveles de Destino que den lugar a molestas inconsistencias en la sonoridad cuando se cambia de un servicio a otro. Para superar este problema, se aplicará la normalización de la sonoridad sin pérdidas en la fase de distribución. Para los sistemas basados en archivos se puede hacer, por ejemplo, un algoritmo implementado en software. Para las emisiones en vivo, la normalización debe basarse en mediciones continuas de sonoridad durante un día completo (24 horas). Se debe aplicar una corrección en los siguientes casos: Si el nivel de sonoridad a largo plazo de un servicio MPEG-1 Layer II de una estación de emisión en particular se desvía del Nivel Destino de -23 LUFS descrito en la EBU R-128. Si el nivel de sonoridad a largo plazo de servicios HE-AAC de una estación de emisión en particular se desvía del Nivel Destino de -23 LUFS descrito en la EBU R-128, basado en la 10

11 Tech 3344 Directrices Prácticas para los sistemas de distribución conforme a la UER R 128 aplicación del descriptor Decoder Target Level - Nivel Destino del Decodificador (target_level, especificado en ISO/IEC [2]) a un nivel de -23 LUFS. Si el nivel de sonoridad a largo plazo de servicios Dolby Digital (Plus) de una estación de emisión en particular se desvía del Reproducción sonora (Sound Reproduction Level) de -31 LUFS tal y como se describe en ETSI TS [3], basado en la aplicación del Nivel de Destino del Decodificador estándar de Dolby de -31 LUFS. Nota 1: Para la descripción de nivel de sonoridad a largo plazo, ver 3.2. Nota 2: Dolby Digital (Plus) también se identifica en este documento como DD/DD+. Los servicios que cumplan la EBU R-128 no experimentarán, consecuentemente, ningún ajuste y pueden, después de considerarse, incluso ser excluidos de una compensación activa. Sin embargo, se recomienda dejar habilitada la compensación activa. Si no es así, se recomienda que se realicen medidas continuamente en estos servicios de forma que pueda detectar si la situación ha cambiado. Siempre es recomendable una consulta directa entre el distribuidor y la emisora, en particular en caso de desviaciones o quejas. 2.3 Normalización por sonoridad de servicios de radio Los distribuidores que transmitan servicios de radio así como servicios de televisión deben aplicar la misma normalización y proceso de alineación para radio que para televisión. De esta manera, se evitan las inconsistencias de sonoridad cuando se cambia entre los servicios de radio y también cuando se cambia de la televisión a modo de radio y viceversa en un receptor externo o un dispositivo receptor similar. Mediante la aplicación de normalización por sonoridad de la radio y la televisión, la inconsistencia de sonoridad también se resuelve para los operadores que utilizan un servicio de radio como un servicio añadido de descripción por audio de un programa de televisión para personas con discapacidad visual. 2.4 Televisión analógica y transmisión de radio a través de redes de cable Tradicionalmente, la preparación de la emisión de audio para radio y televisión ha sido realizada por el proveedor de contenidos teniendo en cuenta el pre-énfasis y las limitaciones del ancho de banda de audio y del rango dinámico. Sin embargo, el medio principal de distribución ha cambiado a transmisión digital. En general, los codecs de audio incorporados en estos sistemas no tienen que hacer frente a las limitaciones de los sistemas analógicos. Por lo tanto se recomienda que la responsabilidad de la aplicación del pre-énfasis pase del proveedor de contenidos a las empresas de distribución que suministran servicios de televisión y radio modulados analógicamente, normalmente, operadores de cable. Este cambio tiene por objeto fomentar que los operadores reconozcan la distribución digital en todas sus formas, incluyendo la televisión digital por cable, puede aprovechar todas las capacidades de ser digital. Este enfoque se aplica al sistema de radio FM especificado en la Recomendación ITU-R BS [4] y a los sistemas de televisión que utilizan FM, AM y portadoras de audio NICAM especificados en la Recomendación ITU-R BS.707 [5] teniendo en cuenta que para el sistema de AM L de acuerdo a la UIT-R BT.2043 [6] no se utiliza pre-énfasis. Para radio FM, el documento EBU Tech 3344 introduce una referencia de sonoridad sin ambigüedades, independiente de si la modulación es estéreo o mono y con independencia de la cantidad de ancho de banda utilizada por señales adicionales en el multiplex FM. Para sistemas de radio y televisión modulados en FM se recomienda que se aplique una limitación en el pre-énfasis de acuerdo con, o compatible con ITU-R BS.642 [7]. Este proceso se puede hacer con equipos específicos o podría ser incorporado en el modulador de RF en sí mismo. Los modernos equipos de modulación basados en la generación digital de la señal analógica de vídeo compuesto ofrecen oportunidades para integrar limitación digital del pre-énfasis y filtrado paso bajo de 15 khz. Alternativamente, la emisora podría proporcionar una señal de audio independiente para la distribución analógica, además del audio destinado a la transmisión digital. En los sistemas DVB, esto se puede hacer mediante la generación de un flujo de audio adicional. Debido a las razones descritas en 5.2, hay que señalar que en los niveles de pre-énfasis en los moduladores pueden picar significativamente más alto que el nivel de ataque del limitador de pre-énfasis del estudio, lo que reduce el headroom y puede causar distorsión audible y otros artefactos. La incorporación de la 11

12 Directrices Prácticas para los sistemas de distribución conforme a la UER R 128 Tech 3344 limitación del pre-énfasis en la fase de distribución es por lo tanto el enfoque preferido, teniendo también en cuenta que el número de servicios elaborados por los operadores de cable que no han sido pre-procesadas por estaciones de televisión va en aumento. 2.5 Televisión analógica terrestre y transmisión de radio FM Tradicionalmente, los transmisores analógicos de transmisiones de radio y televisión terrestre han sido alimentados directamente desde el estudio de emisión mediante una línea de alta calidad. Por lo general, las emisoras aplican limitación (de pre-énfasis) en una localización central. Mientras la transmisión analógica terrestre se mantiene activa, se recomienda que esta cadena de la señal se separe de la salida de audio que se suministra a los sistemas de transmisión digital tales como DVB, IPTV y DAB (+), o bien seguir el enfoque de la distribución analógica por cable descrito en la sección anterior. De esta manera, la calidad de audio para la distribución digital no se degrada debido a las limitaciones del sistema de transmisión analógica. Los niveles de alineación y modulación son los mismos que para las redes de cable y se pueden encontrar en 5. El paradigma de nivel de sonoridad para radio FM sobre redes de cable descrito en este documento también se puede utilizar para la transmisión terrestre de radio FM, aunque se recomienda una investigación adicional para determinar los niveles correctos de modulación de una especificación de emisión como alternativa para aquellos establecidos en la norma de ordenación terrestre ITU-R BS.412 [8]. La futura legislación no sólo se basa en la desviación FM máxima total o máximo ancho de banda (lo que incluye las señales adicionales, tales como el tono piloto y RDS), sino también en el nivel de sonoridad a largo plazo. El concepto del documento EBU Tech 3344 cumple con este requisito. 2.6 Coherencia de sonoridad en sintonizadores externos, televisores y dispositivos de cine en casa Siempre que señales, códecs e interfaces se unen en un dispositivo de audio, existe un riesgo potencial de que aparezcan diferencias con respecto a los niveles de sonoridad. Un sintonizador externo, un televisor y un receptor de AV son ejemplos de tales equipos. Figura muestra una representación gráfica de una red de distribución que alimenta a los equipos de consumo. Como se ve, hay muchas maneras de hacer una conexión entre los equipos y varias opciones para aplicar el proceso interno, cada uno de ellos introduciendo riesgos de experimentar incertidumbres de nivel. Después de la transmisión a través de una red de distribución, la señal de televisión se recibe mediante un televisor digital integrado (IDTV) y / o un receptor decodificador integrado (IRD), que puede tener varios decodificadores e interfaces. Las líneas de puntos del bloque IDTV indican que algunos de estos dispositivos son capaces de aplicar la decodificación interna de flujos de bits suministrándola a la salida HDMI, mientras que otros no. La señal de radio es recibida por el dispositivo de cine en casa o un sintonizador independiente. Incluso si los canales salen del estudio con los niveles de sonoridad correctos, es difícil mantener estos niveles a través de la cadena. Debido a una multiplicidad de métodos de trabajo, la reproducción en un equipo de cine en casa como puede ser un receptor-av puede ser dañada con saltos de sonoridad de 11 db o más al pasar de un servicio a otro con el sintonizador externo conectado a un dispositivo de cine en casa. En la práctica, estas variaciones en la cadena de radiodifusión pueden aumentar o disminuir las diferencias de sonoridad existentes entre canales. Debido a que el resultado puede variar también entre marcas y modelos de sintonizadores, es imposible que una estación de radioteledifusión transmita con un resultado garantizado en tal situación. Para empeorar las cosas, como los AV-receptores también se fabrican de diferentes maneras, pueden ocurrir desajustes de 4 db o más entre marcas y entre modelos de la misma marca. Para contrarrestar estos problemas, este documento contiene amplias directrices para los equipos de consumo que incluyen la máxima compatibilidad. 12

13 Tech 3344 Directrices Prácticas para los sistemas de distribución conforme a la UER R 128 Fuentes Canales públicos Canales Comerciales Canales Regionales Canales Temáticos Inserción Publicidad Video a demanda Canales espectáculos Cabecera Red de distribución Sistema de distribución Receptor digital Decodificador Receptor Integrado Decodificador MPEG-1 L II Decodificador DD/DD+ Flujos de datos nativos Decodificador HE-AAC Transcodificador DD to DD+ Aplicaciones IRD Selector de Entradas y Salidas Convertidor D-A RCA SPDIF HDMI Convertidor D-A SCART HDMI Convertidor D-A Auriculares SCART HDMI Receptor Integrado TV Digital Receptor digital Receptor analógico Convertidor A-D Flujos de datos PCM Decodificador Flujos de datos Decodificador Decodificador DD/DD+ codificados HE-AAC MPEG-1 L II Convertidor A-D/ Decodificador NICAM Selector de Entradas y Salidas HDMI ARC SPDIF Convertidor D-A RCA Convertidor D-A SCART Convertidor D-A Auriculares Convertidor D-A Altavoces Receptor Radio FM RCA SPDIF HDMI HDMI ARC SPDIF Convertidor A-D Convertidor Flujos de datos Decodificador Decodificador A-D PCM DD/DD+ HE-AAC Receptor AV Selector de Entradas y Salidas Convertidor D-A Altavoces Convertidor D-A Auriculares Convertidor D-A Estéreo RCA Convertidor D-A MCA RCA SPDIF HDMI Figura 2.6.1: Varias formas de interconectar equipos de consumo, cada uno introduciendo riesgos de producir incertidumbres en el nivel. 13

14 Directrices Prácticas para los sistemas de distribución conforme a la UER R 128 Tech 3344 Se recomienda encarecidamente que la industria estandarice la alineación del nivel y la estructura de nivel de sonoridad para los equipos de consumo. Básicamente, se recomienda que los sistemas diseñados principalmente para la reproducción estéreo sean estandarizados al Nivel Destino de -23 LUFS de la EBU R 128. Para los sistemas multicanal, se recomienda que los equipos sean estandarizados al equivalente del Reproducción Sonoro de -31 LUFS, nivel de sonoridad interno utilizado en los codecs DD/DD+. La adaptación de los sintonizadores externos es la mejor manera de resolver las inconsistencias de sonoridad a corto plazo, ya que es el dispositivo central para la televisión y porque a menudo es accesible de forma remota a través de una actualización de software. Sin embargo, también se incluyen en este documento las mejoras para otros equipos del consumidor de forma que en el futuro los problemas se puedan resolver en ambos lados (industria y consumidor). 2.7 Normalización de la sonoridad en dispositivos portátiles y alimentados por baterías Los servicios de radio y televisión están disponibles en muchas plataformas de distribución, incluyendo Internet y redes de telefonía móvil. Para evitar que cada plataforma de distribución requiera su propio Nivel Destino sobre la base de limitaciones tales como el nivel máximo de salida de audio, se recomienda encarecidamente que todos los dispositivos de reproducción de audio, incluyendo los alimentados por baterías, tengan una etapa de control de volumen con un rango que incluya una ganancia positiva suficiente como para permitir un Nivel Destino de -23 LUFS. La distorsión debida a sobrecargas se puede prevenir en el diseño, por ejemplo mediante el control de la máxima ganancia o la inclusión de un limitador digital después del circuito de ganancia positiva, pero antes del convertidor de digital a analógico y de la salida de auriculares/salida de altavoces. Las salidas de línea digital y analógica de estos dispositivos serán compatibles con la especificación de los reproductores multimedia, que se encuentra en 9. Si los dispositivos portátiles cumplen con este requisito, la normalización por sonoridad puede ser utilizada como se describe en este documento y los programas, flujos de datos o archivos podrán intercambiarse en una amplia gama de plataformas de distribución, mientras que las conexiones directas con otros equipos se podrán hacer sin sufrir saltos en la sonoridad en comparación con otras fuentes. 2.8 Nota acerca del Boletín Técnico 11 de Dolby El documento Requirement Updates for Dolby Decoders in DVB Consumer Broadcast Receivers, Technical Bulletin 11, 2010 Update [#1] contiene información basada en un borrador antiguo de éste Documento Técnico. Esta información, en particular las partes que se refieren al manejo de la consulta E-EDID, está anticuada y debe ser ignorada. Es de esperar que el Documento Técnico EBU Tech Doc 3344 pueda ser tomado en cuenta para futuras revisiones de este documento guía. 3. Normalización por sonoridad en sistemas de distribución digital 3.1 Diferencias de Sonoridad en distribución La experiencia de la radiodifusión televisiva internacional ha demostrado que los niveles de sonoridad han sido muy diferentes en varios territorios desde hace mucho tiempo. Mientras que algunos pueden haber tenido, en cualquier caso, sus propios problemas con la sonoridad dentro de sus propios límites territoriales, el aumento de la radioteledifusión vía satélite (entre territorios) y el consiguiente aumento de las estaciones que reproducen vídeos pop, pone dichas estaciones en el mismo lugar que las emisoras de radio comerciales - y la manera de competir era ser más sonoro que la competencia. Este estado degrada la calidad de la experiencia y da lugar a las quejas de los clientes. La normalización por sonoridad en la distribución elimina las diferencias a largo plazo para que el espectador pueda cambiar cómodamente de un servicio a otro, siempre y cuando los servicios en sí mismos tengan una sonoridad constante en el tiempo. Al mismo tiempo que elimina el motivo de la competencia sobre la base de la sonoridad. La figura indica el efecto de la normalización por sonoridad en la fase de distribución. Se muestran cuatro servicios con características diferentes. La escala de la izquierda en cada imagen 14

15 Tech 3344 Directrices Prácticas para los sistemas de distribución conforme a la UER R 128 muestra el nivel de señal de estudio en el dominio digital. La escala de la derecha muestra el nivel de sonoridad. La parte superior de las barras rojas representan los máximos niveles de Pico Verdadero digital. El nivel de Pico Verdadero es el máximo nivel de una señal de audio medido con un medidor de Pico Verdadero sobremuestreado. La parte superior de las barras amarillas corresponden con el nivel de pico máximo medido con un Medidor de Casi Pico de Programa (QPPM) según la norma IEC [9]. La parte superior de las barras azules muestran los niveles de sonoridad integrada medida de acuerdo con la EBU R 128. Todos los niveles se miden durante un día completo (24 horas). El rango de niveles de sonoridad media se muestra como "Δ". Después del proceso de normalización, los niveles de sonoridad a largo plazo son iguales. Los niveles máximos de Pico Verdadero y los niveles QPPM de varios servicios pueden acabar siendo muy diferentes, lo que es un aspecto conocido e inocuo de la normalización de sonoridad, siempre y cuando el destino medio es tal que no se produzca un clipping digital en condiciones normales. El nivel de destino que se describe en la EBU R 128 cumple con este requisito. Antes Después 0 0 Pico Verdadero Digital Máximo QPPM Sonoridad del Servicio Δ = 18 LU Δ = 0 LU la Señal dbtp Servicio 1 Servicio 2 Servicio 3 Servicio 4 Sonoridad LUFS la Señal dbtp Servicio 1 Servicio 2 Servicio 3 Servicio 4 Sonoridad LUFS Figura 3.1.1: El efecto de la normalización por sonoridad en la etapa de distribución. 3.2 Normalización activa de la sonoridad de servicios de radio y televisión digitalmente distribuidos La figura muestra un diagrama de bloques de una cabecera digital con la normalización de sonoridad integrada; su aplicación a plataformas específicas, por ejemplo IPTV o la distribución por satélite, se puede derivar de esta figura. El diseño incluye la modulación analógica en caso de aplicarse. Se pueden encontrar detalles más específicos de la transmisión analógica en 4. El método de aplicación de la normalización por sonoridad en los sistemas de distribución de radio y televisión requiere tres componentes diferentes: 1. Una unidad de medida. 2. Una unidad de dirección. 3. Una unidad de adaptación. 15

16 Directrices Prácticas para los sistemas de distribución conforme a la UER R 128 Tech 3344 Fuentes Recepción por satélite Enlaces del estudio Flujos de transporte Flujos de transporte Cabecera Digital Multiplexor de adquisición Flujos de transporte Unidad de Medición Sonoridad del servicio Unidad de adaptación del nivel de Sonoridad Unidad de Corrección Flujos de transporte Datos de cambio de Ganancia Multiplexor de Distribución Monitorado de Sonoridad en directo Flujos de transporte Moduladores DVB Moduladores analógicos con limitador incorporado Modulación Figura 3.2.1: Diagrama de bloques de una cabecera con normalización por sonoridad integrada. 16

17 Tech 3344 Directrices Prácticas para los sistemas de distribución conforme a la UER R 128 Se puede integrar la unidad de adaptación junto con un multiplexor DVB o un equipo de procesado digital de la señal similar. Las unidades de medición y control de la ganancia también pueden ser integrados en un mismo dispositivo. La adaptación de los niveles de sonoridad puede llevarse a cabo mediante el control de la ganancia de entrada de los codificadores, si ello es posible. Sin embargo, la recodificación en el mismo formato de compresión no es considerada como la solución preferida debido a la pérdida de calidad y la ineficacia del coste. El sistema de normalización por sonoridad puede admitir uno o más codecs. El proceso de adaptación de nivel de sonoridad depende del tipo de códec utilizado: Directamente en el flujo de datos de audio de MPEG-1 Layer II. Directamente en los metadatos que acompañan DD/DD+ y HE-AAC. A continuación se especifica el método de evaluación de la necesidad de adaptación: La sonoridad de la señal descodificada se mide continuamente a lo largo de un día (24 horas), divididos en 24 bloques de una hora. La hora de comienzo del bloque 1 es 03:00; la hora de comienzo del bloque 24 es 02:00 del siguiente día. El motivo de aplicar esta hora nocturna es para minimizar la influencia de la programación diaria. Se aplica la medición integrada (I) a los bloques individuales, como se especifica en la EBU Tech 3341 [10]. Esto supone que se utilizarán los mismos parámetros para la medición como se describe en la UER R 128, incluyendo gating por debajo del nivel de sonoridad derivado del largo plazo y un gating adicional de nivel fijo -70 LUFS. El último punto asegura la operación correcta del gate cuando periodos cortos de actividad son precedidos o seguidos de largos periodos sin ninguna modulación en absoluto.con el fin de conseguir una estabilidad ideal, sólo se miden los servicios entrantes (principio feed-forward). En el caso de DD/DD+ y/o HE-AAC, los metadatos que indican el nivel de sonoridad son incluidos en la medición en todo momento a fin de recuperar el nivel de sonoridad de reproducción. El sistema de medición aplicará un nivel de referencia de sonoridad de -31 LUFS para los codecs DD/DD+ y de -23 LUFS para los codecs MPEG-1 Layer II y HE-AAC. En los sistemas DD7DD+ se logra mediante la aplicación del descriptor Dialnorm del flujo binario DD/DD+ y mediante la aplicación de Sound Reproduction Level de -31 LUFS. Para HE-AAC, se aplicará el descriptor Programme Reference Level (prog_ref_level, especificado 3n ISO/IEC ) del flujo binario HE-AAC y mediante la aplicación del descriptor Decoder Target Level (target_level, especificado en ISO/IEC ) a un nivel de -23 LUFS. Si el flujo HE-AAC no contiene metadatos de sonoridad, será necesario la inserción de nuevos datos o la recodificación del servicio si el Services Loudness no cumple con -23 LUFS ±1 LU. Se examinan los 24 bloques del día y los valores de bloque que están dentro de 2 LU del valor más alto son integrados en el dominio de la potencia. Esto corresponde a un rango de ±1 LU, lo cual se ajusta a la EBU R 128. El resultado representa la media del máximo nivel de sonoridad de la estación teleradiodifusora operando en su ventana prime time e identifica la Sonoridad del Servicio. Este valor puede estar ligeramente desviado de los programas individuales que son medidos exactamente mediante el Target Level. Por lo tanto, el nivel de sonoridad y la desviación permitida de los programas como se describe en la EBU R 128 deben ser medidos en un punto anterior al sistema de normalización. La unidad de medición puede opcionalmente realizar esa tarea. El principio que respalda la EBU R 128, igualación de sonoridad entre programas de un servicio individual, no está influenciado por la normalización descrita en este Tech Doc, ya que la corrección se aplica a todos los programas, basado en el resultado integrado de la medición de días completos. La lista de servicios se almacena en una base de datos la cual refleja todas las estaciones de radio y televisión que están siendo medidas y normalizadas, incluyendo los servicios de audio de lenguas múltiples y audio descripción. La base de datos también contiene los resultados de la medición de la sonoridad. La Unidad de control de ganancia compara el Service Loudness (incluyendo el factor de corrección de los metadatos) con el Target Level de la EBU R 128 para los servicios MPEG-1 Layer II y HE-AAC y con el Sound Reproduction Level para los servicios DD/DD+. Después de que los nuevos datos de todos los servicios hayan sido adquiridos a las 03:00, la unidad de corrección (steering unit) compara los datos con el nivel destino y aplica una atenuación/ganancia (offset) si el valor medido se desvía más de ±1 LU del objetivo, tan pronto como toda la información 17

18 Directrices Prácticas para los sistemas de distribución conforme a la UER R 128 Tech 3344 haya sido procesada. De esa forma, la sonoridad máxima de salida a largo plazo de todos los servicios permanece dentro del nivel destino de la EBU R 128, mientras que los potenciales efectos colaterales indeseados de la normalización son evitados. Las tablas de las siguientes páginas muestran ejemplos del ajuste aplicado. Los rangos de ganancia indicados del factor de corrección en esas tablas representan un ejemplo práctico y no significa una limitación. El valor de desplazamiento de sonoridad permanecerá fijo en las siguientes 24 horas. La unidad de corrección debe evitar empujar los metadatos de sonoridad del flujo de audio corregido fuera del rango legal. El dispositivo de adaptación deberá almacenar los ajustes en una memoria no volátil y sólo ser actualizada por la unidad de corrección. De este modo, el proceso de medición y corrección no forman parte de la trayectoria que puede afectar al servicio de una forma crítica. A fin de prevenir inconsistencias, la unidad de corrección deberá utilizar una resolución de 0.5 LU por 24 horas. Basado en las propiedades específicas del sistema códec, el cambio será aplicado si el tamaño del paso del sistema ha sido superado. Los siguientes tamaños de paso deberán ser aplicados: 2 LU para sistemas de adaptación al flujo binario MPEG-1 Layer II. 1 LU para codificadores MPEG-1 Layer II y sistemas de adaptación de metadatos de DD/DD+ y HE-AAC. Opcionalmente, los valores máximos del pico verdadero de las señales decodificadas son medidas. Medidas de los valores máximos del pico verdadero de la reducción de canales a estéreo de un servicio multicanal puede ser también una característica opcional, la cual es particularmente útil si el nivel de sonoridad de un servicio necesita ser incrementado. La medición de datos se hace disponible a la unidad de corrección. La medición de los servicios corregidos a efectos de monitoreado es una opción. Especial cuidado ha de tomarse con los servicios conmutados y compartidos en el tiempo. La unidad de corrección debe tener prestaciones de funcionalidad para manejar estas situaciones. A fin de soportar indicadores de sonoridad que cambian dinámicamente, tales como Dialnorm y Programme Reference Level (PRL) en codecs que portan metadatos de audio, la compensación deberá ser siempre aplicada como un desplazamiento del valor recibido. El desplazamiento aplicado a sistemas DD/DD+ y HE-AAC es negativo hacia el valor recibido, lo que significa que para disminuir la sonoridad del servicio, el desplazamiento ha de incrementarse. El desplazamiento aplicado a sistemas MPEG-1 Layer II es positivo hacia el valor recibido, lo que significa que para disminuir la sonoridad del servicio, el desplazamiento ha de disminuir también. Las siguientes tablas muestran ejemplos de la relación entre la sonoridad medida y los valores de cambio que deben ser aplicados para los diferentes sistemas códec. El dispositivo de adaptación procesa el desplazamiento. Se debe prevenir que los metadatos del flujo de audio corregido caigan fuera de los valores del rango legal. El dispositivo de adaptación debe tener la capacidad, bajo petición, de informar los valores reales de desplazamiento a la unidad de corrección, los cuales podrán ser visualizados en un interfaz de usuario al lado de los valores de medición de sonoridad. La unidad de corrección almacenará los últimos ajustes de sonoridad aplicados en una memoria no volátil y comparará esos valores con los valores de desplazamiento actuales almacenados en la unidad de adaptación a fin de evitar saltos de sonoridad indeseados después del arranque del sistema. 18

19 Tech 3344 Directrices Prácticas para los sistemas de distribución conforme a la UER R 128 Tabla 1: Adaptación de ganancia para sistemas de adaptación de flujos binarios MPEG-1 Layer II Sonoridad de Error de entrada LUFS sonoridad LU Camb io de nivel a aplicar (2), LU Sonoridad corregida LUFS Rango de ganancia unidad Nota 1: La corrección deberá ser aplicada en enteros. Para el rango de ganancia unidad de ±1 LU, no es necesario ningún desplazamiento. Nota 2: El rango indicado del nivel de corrección (-18 a +10 LU) es un ejemplo práctico y no significa una limitación. 19

20 Directrices Prácticas para los sistemas de distribución conforme a la UER R 128 Tech 3344 Tabla 2: Adaptación de ganancia para sistemas de adaptación de metadatos DD/DD+ Sonoridad de entrada LUFS Error de sonoridad LU Camb io a aplicar (2) Dialnorm Sonoridad corregida LUFS Rango de ganancia unidad Nota 1: La sonoridad medida es el valor que incluye el factor de corrección del metadato. Nota 2: La corrección deberá ser aplicada en enteros. Para el rango de ganancia unidad de ±1 LU, no es necesario ningún desplazamiento. Nota 3: El rango indicado del nivel de corrección de Dialnorm (+18 a -9) es un ejemplo práctico y no significa una limitación. 20

21 Tech 3344 Directrices Prácticas para los sistemas de distribución conforme a la UER R 128 Tabla 3: Adaptación de ganancia para sistemas de adaptación de metadatos HE-AAC Sonoridad de entrada (1) LUFS Error de sonoridad LU Cambio de PRL a aplicar (2), LU Sonoridad corregida LUFS Rango de ganancia unidad Nota 1: La sonoridad medida es el valor que incluye el factor de corrección del metadato. Nota 2: La corrección deberá ser aplicada en enteros. Para el rango de ganancia unidad de ±1 LU, no es necesario ningún desplazamiento. Nota 3: El rango indicado del nivel de corrección del Programme Reference Level (+18 a -9) es un ejemplo práctico y no significa una limitación. 21

22 Directrices Prácticas para los sistemas de distribución conforme a la UER R 128 Tech 3344 La figura muestra la medición de entrada de sonoridad y el principio de normalización para servicios MPEG-1 Layer II. La figura muestra lo mismo para los servicios DD/DD+ y HE-AAC. Unidad de Medición Decodificador MPEG-1 Layer II Izquierdo Derecho Ponderación-K Pre-filtro Filtro RLB Pre-filtro Filtro RLB Cuadrático Medio Cuadrático Medio 10LOG10 Disparo durante 1 hora Integrador puerteado -8 LU Sonoridad de programa Memoria Sonoridad de programa de 24 bloques inicio/parada 03:00 a.m. Integrador ±1 LU max Sonoridad del servicio Unidad de Corrección Nivel Destino: -23 LUFS disparo 03:05 a.m. Limitador de tamaño de bloque Memoria Unidad de Adaptación Servicio recibido Cambio de nivel a aplicar Servicio corregido Figura 3.2.2: diagrama de bloques del proceso de medición continuo para servicios MPEG-1 Layer II. En este caso, el desencadenador se aplica a las 03:15 debido a que este sistema ha procesado todos los bloques en ese momento. 22

23 Tech 3344 Directrices Prácticas para los sistemas de distribución conforme a la UER R 128 Unidad de Medición Decodificador Dolby Digital (Plus) o HE-AAC Izquierdo Derecho Central* Envolvente Izdo* Envolvente Dcho.* Dialnorm/PRL Ponderación-K Pre-filtro Filtro RLB Pre-filtro Pre-filtro Pre-filtro Pre-filtro Filtro RLB Filtro RLB Filtro RLB Filtro RLB Cuadrático Medio Cuadrático Medio Cuadrático Medio Cuadrático Medio Cuadrático Medio 0 db 0 db 0 db +1.5 db +1.5 db 10LOG10 Disparo durante 1 hora Integrador puerteado -8 LU Sonoridad de programa Memoria Sonoridad de programa de 24 bloques inicio/parada 03:00 a.m. Integrador ±1 LU max Unidad de Corrección Sonoridad del servicio -23 LUFS para HE-AAC Nivel Destino: -31 LUFS para DD/DD+ disparo 03:05 a.m. Limitador de tamaño de bloque Memoria Unidad de Adaptación Cambio de Dialnorm/PRL a aplicar Servicio recibido Servicio corregido Figura 3.2.3: Diagrama de bloques del proceso de medición continuo para servicios DD/DD+ y/o HE-AAC. En este caso, el desencadenador se aplica a las 03:05 debido a que este sistema ha procesado todos los bloques en ese momento. * = solo presente para servicios multicanal. 23