11. To LUFS and beyond.

Hearing this title as a rookie in audio land I would start to think this is some new talent, discovered by tv programme The Voice. Girl band LUFS conquers hearts from all over the world with their synthesizer pop influenced by eclectic trance from the middle eighties.

But no, LUFS stands for Loudness Units Full Scale. LUFS is used to measure program loudness and is measured in decibels (dB).

A (digital) volume measurement in a DAW (Digital Audio Workstation, like Pro-Tools, Logic, Cubase) is often done using a peak meter and a RMS measurement. RMS stands for Root Mean Square. It’s another way of measuring average program loudness.

When loudness normalization was introduced, the only loudness measurement available was RMS. Soon it appeared that songs normalized using the RMS value only were not all perceived as being equally loud. Especially songs with a higher dynamic range were judged as being softer in volume than songs with less dynamics.

How can we prevent this? Measuring RMS provides us with an average level of a song, related to the digital maximum level of 0dBFS. Measuring levels using LUFS does exactly the same but consists of multiple measurements: Integrated loudness (this is the actual LUFS value and is identical to RMS), Momentary loudness and Short-term loudness. Each with their own dynamics (loudness range). It’s this loudness range that sets LUFS apart from RMS.

Integrated loudness shows the average loudness of an entire track. When determining the loudness range of Integrated loudness the lowest 10% and highest 5% of the total loudness range are excluded from the measurement to prevent short dynamic events from having too much influence on the measurement. Momentary and Short-term loudness show absolute values of loudness, measured in a time frame (400ms for Momentary and 3s for Short-term loudness).

Peak values also play a role in measuring loudness: a LUFS meter has a built in true-peak meter. True-peak is a measurement of absolute peak values and inter-sample peaks.
Inter-sample peaks? Certainly, inter-sample peaks are the peaks between the peaks. Let’s say we measure two peaks (A and B) with a distance of one sample between them. Theoretically it’s possible to measure another peak between these two points and there you have it: inter-sample peaks. Measuring true-peaks is important for broadcasting and for coding music to portable (streaming) formats like Ogg Vorbis (Spotify), AAC (iTunes/Apple Music) or good’ole mp3.

A little caution here: true-peak is just a more accurate way of is measuring. In compliance with the EBU R128 standard used for broadcasting a signal may not exceed the -1dBTP level. But for music your ears come first: when you feel you have to squeeze dynamics (limiting) too much to stay in range of the meters, trust your ears and say to yourself: “if it sounds great, don’t lose yourself in measurements and let music be music.”

Working with LUFS provides more accuracy than a single RMS measurement. Music streaming services like Deezer, Spotify and Apple Music thankfully use LUFS to let tracks sound equally loud in their playlists (loudness normalization, with a target level of -14LUFS). Also in broadcasting (radio, tv, internet) LUFS are being used (-23LUFS, in compliance with EBU R128). The EBU R128 standard was introduced when there were substantial loudness differences between program material like tv series or films and commercial breaks. Using EBU R128 prevents commercial breaks from being almost twice as loud as program material.

Should we all install (plug-in) and use a LUFS meter? No, measuring LUFS can be very convenient but it’s really a mastering tool. More important during mixing and producing are peak levels. Make sure your peak values stay well below the 0dBFS ceiling (or -1dBTP if you want to be 100% sure). The rest is up to us, mastering engineers. Level is not a big issue when you’re mixing.

Far more important during the production and mix stages is dynamic range and its influence on the sound of your final mixes. Also very important for the mastering process. And because it’s so important my next column is about: . . . . . . . . (eight letter word, it has everything to do with loudness, LUFS, mixing and mastering)

Until next month, I’m already looking forward to it!

Renzo



11. To LUFS and beyond.

Wanneer ik als leek deze titel zou horen, zou ik denken dat het hier gaat om een nieuwe ontdekking van The voice of Holland. Girlband LUFS verovert harten over de gehele wereld met hun übergladde synthpop met invloeden van eclectische trance uit midden jaren ’80.

Maar neen, LUFS staat voor Loudness Units Full Scale. LUFS is een maat om aan te geven hoe luid een nummer klinkt en wordt gemeten in decibellen (dB).

Een (digitale) meting in een DAW (Digital Audio Workstation, zoals Pro-Tools, Logic, Cubase etc.) vindt vaak plaats met een peak-meter en daaraan gekoppeld een gemiddelden-meting: Root Mean Square (RMS). De peaks aan de buitenzijde en RMS in het midden van de meter.

Toen loudness normalization nog in de kinderschoenen stond, werd alleen de RMS-waarde als uitgangspunt genomen om de luidheid van nummers te bepalen. Maar wat bleek: zouden alle liedjes in een playlist langs de RMS-meetlat gelegd worden, dan waren niet alle nummers globaal even hard. Vooral nummers met veel schommelingen in dynamiek werden als zachter klinkend beoordeeld ten opzichte van tracks zonder veel dynamisch geschommel.

Hoe kan dit? De RMS-meting levert een gemiddeld level van een song, gerelateerd aan het digitale maximum (0dBFS). LUFS doet hetzelfde maar is opgebouwd uit meerdere metingen: Integrated loudness (de uiteindelijke LUFS-waarde en identiek aan RMS), Momentary loudness en Short-term loudness met ieder hun eigen dynamisch bereik (loudness range) en in deze loudness range schuilt het grote verschil tussen een RMS en LUFS-meting.

Integrated loudness laat de gemiddelde loudness van een gehele track zien. Bij de loudness range van Integrated loudness worden de laagste 10% en hoogste 5% van de meting niet meegerekend om te voorkomen dat kleine dynamische schommelingen een te grote invloed hebben op de meting. Momentary en Short-term loudness laten absolute waarden van loudness zien, gemeten in een tijdframe (400ms voor Momentary en 3s voor Short-term loudness).

Ook piekwaarden doen mee: in een LUFS-meter zit een true-peak meter ingebouwd. True-peak is een meting van absolute piekwaarden en inter-sample peaks.
Inter-sample peaks? Jazeker, inter-sample peaks zijn de pieken tussen de pieken. Stel ik meet twee pieken (A en B) direct naast elkaar. De afstand tussen deze pieken bedraagt één sample. Maar wie of wat zegt ons dat er tussen de punten A en B geen piek zit? Juist, niemand. En daarom is er de true-peak meting. Deze meting houdt namelijk ook rekening met piekwaarden tussen de meetmomenten in. Belangrijk voor broadcasting of voor het omzetten (coderen) van wav of aif naar bijvoorbeeld Ogg Vorbis (Spotify), AAC (iTunes/Apple Music) of good’ole mp3.

Let wel: true-peak is niet heilig, het is slechts een meer precieze meting. Volgens de EBU R128 standaard (broadcasting) mag een signaal niet boven -1dBTP komen. Maar zoals zo vaak geldt ook hier: gebruik vooral je oren. Als je voor je gevoel de dynamiek te ver moet inperken (limiting) om netjes binnen de lijntjes van je meter te blijven dan schiet het middel de kwaal voorbij en dat rechtvaardigt wat minder strakke lijntjes. Soms zet ik de true-peak meter uit en kijk ik alleen naar de reguliere piekmeter onder het mom: if it sounds great, don’t lose yourself in measurements and let music be music.

Het werken met LUFS is dus nauwkeuriger dan een enkele RMS-meting. Streaming muziekdiensten als Deezer, Spotify en Apple Music maken dankbaar gebruik van deze methode om hun tracks globaal even luid te laten klinken (loudness normalization, ingesteld op -14LUFS). Ook in broadcasting (radio, tv, internet) wordt gewerkt met LUFS, en wel volgens de EBU R128 norm (-23LUFS). Dit werd vooral bekend doordat reclameblokken op tv en in de bioscoop soms tot wel twee keer harder waren dan de film of serie, tot grote ergernis van het publiek. Met de komst van de EBU R128 norm kwam daar een eind aan.

Moeten we nu met z’n allen een LUFS-meter (plug-in) gaan installeren en gebruiken? Nee, superleuk zo’n LUFS-meter maar het is vooral een mastering tool. Maar wat dan wel? Houd bij mixen vooral je pieken in de gaten. Als je die een paar dB’s onder 0dBFS (of als je wilt onder -1dBTP) houdt dan zit je safe. De rest is voor ons masteraars. Level is bij mixen van ondergeschikt belang.

Wat wel belangrijk is, is het dynamisch bereik en het gebruik ervan in de mix en de gevolgen daarvan voor mastering. En omdat dat zo belangrijk is, gaat de column van volgende maand over: . . . . . . . . (vul hier een woord in met acht letters, het heeft alles te maken met loudness, LUFS, mixing en mastering)

Tot volgende maand, ik kijk er nu al naar uit!

Renzo



Previous
Next

© 1973 Masterenzo Mastering | Rotterdam