Cette présentation du nouveau sonomètre de l'UIT-R, mis au point par le CRC, résulte de la collaboration entre le CRC et la Société Radio-Canada. Le CRC aide le radiodiffuseur public national du Canada à intégrer le nouveau sonomètre dans ses activités.

Ne soyez pas surpris si cette scène vous semble familière. Les personnes qui écoutent la radio et regardent la télévision se plaignent couramment des énormes variations du niveau sonore entre un message publicitaire et une émission, entre deux stations de télévision et même entre deux émissions d'une même station. Toutefois, à partir du printemps, vous n'aurez probablement plus à vous lancer sur votre manette grâce, en partie, à un nouveau sonomètre mis au point par le Groupe des systèmes audio de pointe du Centre de recherches sur les communications (CRC).

Les hauts et les bas de la conversion numérique

Le réglage du niveau sonore pour les supports radiotélévisés a toujours posé un problème, explique Anthony Caruso, directeur des Nouvelles technologies de radiodiffusion de la Société Radio-Canada (SRC), mais l'avènement de la technologie numérique a fait comprendre aux radiodiffuseurs qu'il faut maintenant trouver une solution.

« Lorsque nous avons commencé le passage de la télévision analogique à la télévision numérique, nous avons constaté que le signal sonore n'était pas transporté séparément du signal vidéo et qu'il était, en fait, compris dans le flux vidéo. »

Cela engendrait un problème, explique Anthony Caruso, puisque les radiodiffuseurs obtenaient le produit (émissions de radio ou de télévision, messages publicitaires) auprès de producteurs du monde entier et qu'un niveau sonore jugé acceptable dans un pays pouvait s'avérer trop faible ou trop élevé dans un autre. Toutefois, l'intégration du signal audio dans le flux vidéo n'offrait qu'une seule solution pour « réduire le volume » : il fallait décoder ou décompresser le signal, régler la partie audio, puis recompresser le tout. Non seulement ce processus était-il coûteux, mais il réduisait également le signal, et surtout le signal vidéo, à un niveau inacceptable.

En l'an 2000, les radiodiffuseurs ont compris que la solution consistait à régler le niveau sonore à l'étape de la production et que la meilleure façon de procéder était de demander à l'Union internationale des télécommunications (UIT) d'établir une norme, c'est-à-dire un niveau sonore que tous les membres respecteraient lors de la production de contenu destiné à la radiodiffusion. Toutefois, pour permettre aux membres de respecter cette norme, il fallait choisir un sonomètre uniforme, et cela, indique Louis Thibault, gestionnaire du Groupe des systèmes audio de pointe du CRC, n'était pas aussi simple qu'on aurait pu le croire. Dans Batman, par exemple, une scène où l'on voit exploser une voiture est considérablement plus forte qu'un interlude durant lequel le héros sert sa bien-aimée dans ses bras. Dans une telle situation, les téléspectateurs ne se ruent pas sur la manette pour régler le volume. Alors, comment ces téléspectateurs déterminent-ils si le volume d'une émission est trop fort ou trop faible? L'UIT avait donc besoin d'un sonomètre qui reproduit précisément le niveau sonore perçu par les gens lorsqu'ils regardent la télévision ou qu'ils écoutent la radio, explique Louis Thibault. Il y avait plusieurs sonomètres sur le marché qui prétendaient accomplir cette tâche, mais l'UIT avait besoin de données scientifiques indiscutables pour choisir l'appareil le plus efficace. Elle a donc fait appel au CRC.

Le niveau sonore perçu

« Nous devions donc comparer les valeurs du niveau sonore déterminées par les appareils de mesure avec les valeurs du niveau sonore subjectives perçues par les utilisateurs », explique Louis Thibault. « Nous avions besoin d'une base de données sur la façon dont les gens entendent les sons provenant de la radio ou de la télévision. »

L'UIT a demandé à cinq organisations dans le monde, dont le Groupe des systèmes audio de pointe du CRC, d'effectuer des tests subjectifs dans le but de constituer une telle base de données. Des sujets ont donc été conduits dans une salle d'écoute spécialement conçue où ils devaient faire correspondre le niveau sonore d'une série de séquences audio à celui d'une séquence de référence. Les séquences d'essais étaient tirés d'un véritable contenu de radiodiffusion fourni par les partenaires de l'UIT et comprenaient entre autres des bulletins de nouvelles, de la musique classique et des scènes de fusillade. Une fois les tests subjectifs complétés, chaque organisation a transmis ses données au CRC.

« Nous avons d'abord comparé les données reçues pour savoir si tous les différents sites avaient obtenu des résultats semblables », explique Louis Thibault. « Ensuite, nous avons fait une moyenne pour l'ensemble des laboratoires et calculé la perte ou le gain sonique subjectif de chaque extrait par rapport à la séquence de référence. »

En d'autres termes, le Groupe des systèmes audio de pointe a déterminé dans quelle mesure les sujets avaient augmenté ou réduit le son des divers extraits afin d'obtenir le même volume que celui de l'extrait de référence. Cela lui a permis d'obtenir une mesure subjective du niveau sonore perçu pour chaque extrait, puis il l'a comparé à la valeur objective établie par les appareils de mesure. Un appareil de mesure efficace devait noter les extraits de la même façon que les sujets humains de l'étude.

La mise à l'essai des sonomètres

Après la création de la base de données, Gilbert Soulodre, chercheur du CRC responsable de l'étude, a entrepris de vérifier les dix sonomètres présentés à l'UIT et il en a profité pour joindre deux de ses sonomètres aux appareils faisant l'objet de ses essais. Sa vaste expérience des essais audio objectifs et subjectifs lui permettait de croire que ces deux sonomètres très simples - des algorithmes informatiques, en fait - produiraient des résultats presque identiques à ceux obtenus par les sujets. Dans le cas contraire, ces deux sonomètres pourraient servir de points de référence pour s'assurer que tous les dispositifs et appareils de mesure fonctionnent correctement.

« Les résultats de la comparaison des appareils de mesures ont été présentés lors d'une réunion de l'UIT, à Genève », raconte Louis Thibault. « Gilbert Soulodre a dévoilé ses conclusions, et le comité les a vite comprises. L'un de ses sonomètres avait obtenu une corrélation de 0,98 avec les résultats des sujets. Une correspondance parfaite aurait nécessité une corrélation de 1,0. On pouvait donc conclure que 0,98 était un résultat extraordinaire et que le sonomètre de Gilbert était le meilleur de tous. »

Louis Thibault ajoute que la simplicité du sonomètre de Gilbert a rendu cette conclusion encore plus étonnante. En effet, certains appareils modélisaient les interactions complexes entre les ondes sonores, l'oreille et le cerveau, alors que l'algorithme de Gilbert filtrait simplement les basses fréquences du calcul du niveau sonore et établissait la moyenne de la puissance des éléments restants.

« Cela signifie donc », poursuit Louis Thibault, « que, lorsque vous réglez le volume de votre téléviseur, votre oreille sert de filtre passe-haut, c'est-à-dire qu'elle est moins sensible aux sons de basse fréquence. Puisque votre ouïe est plus sensible aux hautes fréquences, et spécialement à celles entre 100 Hz et 8 kHz, soit les fréquences dominantes de la parole humaine, vous fondez votre calcul du volume sur la sonie de ces fréquences plus hautes. »

Le domaine public

Le CRC a publié ses conclusions et les a laissé au domaine public, ce qui permet à des fabricants d'appareils audio, à des radiodiffuseurs, à des sociétés de production et même à de petites entreprises installées dans des pays plus pauvres d'utiliser ce sonomètre sans devoir verser de redevances.

En avril 2006, l'UIT a choisi le sonomètre du CRC comme norme internationale de sonométrie pour les productions destinées à la radiodiffusion. Son intégration continue au niveau des opérations.

Le sonomètre, mentionne Anthony Caruso, aura une incidence considérable sur les activités de la SRC. « La seule possibilité de mesurer le niveau sonore nous a fait faire un bond prodigieux. La prochaine étape importante consistera à adopter un niveau sonore approuvé par tous. » Et cela, espère-t-il, se produira à la prochaine réunion de l'UIT, prévue à la fin d'avril 2009. L'ordre du jour indique que les délégués devront choisir un niveau normalisé, probablement -24 LKFS, pour tous les programmes destinés à la radiodiffusion. Cette valeur ne signifie certainement pas grand-chose pour les spectateurs, mais ses résultats seront étonnants. Si les délégués acceptent la proposition, vous n'aurez plus jamais à vous précipiter sur votre manette. Restez donc à l'écoute!

Pour de plus amples renseignements, veuillez communiquer avec Louis Thibault, gestionnaire de recherche, Systèmes audio de pointe, au 613-990-4349 ou à louis.thibault@crc.gc.ca.