Algorithms to measure audio programme loudness and True-peak audio level

LUFS 미터는 소리 크기의 범위 및 True-peak를 표기 하도록 만들어진 라우드니스 미터이다. LUFS 미터의 작동에 대한 알고리즘 및 세부 사항은 ITU-R BS.1770 에서 정의되어 있다.

사람이 청감상 인지하는 소리 크기, 즉 라우드니스를 수치로 현실화하기 위해서 K-weighted 가중치를 고려한 필터를 사용하고, RMS 값을 측정하여 dBFS로 결과를 내어서, 단위는 LUFS, 또는 LU로 표기한다.

ITU-R BS.1770은 다음과 같은 명명 규칙 및 단위 규칙을 제안한다. 기준 레벨과 관련된 값인 Loudness Unit(1LU 는 1dB)과 같은 상대 측정 값이다.

• LUFS : 절대값
• LU : 상대값¹⁾
• 1LU = 1dB의 레벨 증감과 동일

LUFS²⁾와 LKFS³⁾는 같다고 보면 된다. 원래 명칭은 LKFS였으나, LUFS로 바꿔서 부르도록 권장한다.

K-weighting filter는 인간의 청각 특성을 반영해 설계된 주파수 가중치 필터로, 사람이 잘 듣는 주파수(특히 1~4kHz 대역)를 강조하고, 저음과 고음 등 상대적으로 덜 민감한 영역을 감쇠시킵니다. 이 필터는 ITU-R BS.1770 표준에 따라 라우드니스(LUFS, LKFS) 측정의 핵심 요소로 사용되며, 단순한 물리적 신호 세기가 아닌 실제 사람이 느끼는 음량을 더 정확하게 평가할 수 있게 해줍니다

전체 곡의 시작부터 끝까지 소리 크기의 평균을 계산한 값을 LUFS 로 표기한다.

LUFS(Loudness Unit, Full Scale).

재생 구간에 따라 값이 다르게 나올 수 있다. 예를 들어 곡의 클라이맥스 구간만 측정하면 매우 크게 나오게 된다. 게이트 알고리즘이 포함되어 있기 때문에 무음 구간은 측정하지 않고 패스한다.

LUFS 값중에서 일반적인 기준값으로 사용되는 값은 Integrated(Program) LUFS 입니다.

예시) 이 곡은 -10LUFS 입니다.(전체 구간 재생에 대한 Integrated LUFS 값이 -10LUFS 라는 뜻.)

Short-Term Loudness는 프로그램의 3초 동안의 소리의 크기를 매 1초마다 표기한다. 최고값이 왼쪽에 작게 표기된다.

Momentary Loudness는 400ms(0.4초)의 시간 범위에서 100ms마다 측정되는 모든 순간적인 음량 값의 최대값을 표기한다.

Loudness range는 곡 전체에 대한 다이내믹 레인지를 LU로 표기한다. 가장 큰 부분과 가장 조용한 부분 사이의 차이를 표시.

음량이 가장 조용한 부분 상위 10%와 가장 큰 부분의 상위 5%는 최종 분석에서 제외한다. 계산 된 Loudness Range는 가장 큰 오디오 구간과 가장 조용한 나머지 오디오 구간의 비율이다.⁴⁾

• https://www.itu.int/dms_pubrec/itu-r/rec/bs/R-REC-BS.1770-5-202311-I!!PDF-E.pdf