2012 lecture03
- 2. Human Hearing
์๋ฆฌ์ ๋ฐ์(๊ณต๊ธฐ์ ์ง๋) > ๊ท๋ฐํด > ์ธ์ด๋ > ๊ณ ๋ง(์ง๋ ์ ๋ฌ)
> ์ด์๊ณจ (์ง๋ ์ฆํญ) > ๋ฌํฝ์ด๊ด > ์ฒญ์ ๊ฒฝ > ๋๋(์๋ฆฌ์ ๋ถ์, ์ดํด)
- 3. Decibel(dB)
๊ท์ ๋ ๊ฐ์ ๋ํ๋ด๋ ์ ๋์ ๊ฐ๋
์ด ์๋๋ผ,
๋ณํ์ ๋น์จ์ ๋ํ๋ด๋ ์๋์ ๊ฐ๋
์ธ๊ฐ์ ๊ท๋ ์๋ฆฌ ํฌ๊ธฐ์ ์ฐจ์ด ๋ณด๋ค
์๋ฆฌ ํฌ๊ธฐ์ ๋น์ ๋ณด๋ค ๋ฏผ๊ฐํ๊ฒ ๋ฐ์
๋ณํ์ ํญ์ด ๋๋ฌด ํด ๊ฒฝ์ฐ ์ผ๋ฐ ์ซ์๋ฅผ ํตํ ํํ์ ์๋นํ ์ ์ฝ
ํฐ ๋ฒ์๋ฅผ ํํํ๊ธฐ ์ํด ๋ก๊ทธ(log)๊ฐ์ ์ฌ์ฉ
์ฆ ๋ฐ์๋ฒจ์ ๊ฐ๋
์
ํ์์ ๊ฐ ์์ฒด๊ฐ ์๋ ๋ ํ์์ ๋น์จ์ ๋ํ๋
- 4. Bell ๋ฒจ
๊ธฐ์กด์ ํ์(์๋์ง)์ ์๋ก์ด ํ์์ ๋น์จ์ ๋ก๊ทธ ๊ฐ์ผ๋ก ๋ํ๋ธ ๊ฒ.
๊ธฐ์กด ์๋ฆฌ์ ํฌ๊ธฐ(ํ์)๋ฅผ P0๋ผ ํ๊ณ , ์๋ก์ด ์๋ฆฌ์ ํฌ๊ธฐ๋ฅผ P1์ด๋ผ ํ์
P1
Bel = log
P0
Decibel ๋ฐ์๋ฒจ
๋ฐ์(deci-)๋ 10๋ถ์ 1์ ๋ํ๋ด๋ ๋ผํด์ด ์ ๋์ฌ
๋ฒจ์ 10๋ถ์ 1์ ๋ํ๋ด๋ ๋จ์๋ก ๋ฒจ๋ณด๋ค ๋ ๋๋ฆฌ ์ฐ์ด๊ณ ๋จ์๋ dB
P1
dB = 10 log
P0
- 5. ๊ธฐ์กด์ ์๋ฆฌ๋ณด๋ค ๋ ๋ฐฐ ํฐ ์๋ฆฌ์ ๋ฐ์๋ฒจ ๊ฐ์?
P0(๊ธฐ์กด์ ํ์)๋ 1์ด๊ณ P1(์๋ก์ด ํ์)์ 2์ด๋ฏ๋ก,
ย dB = 10log(P1/P0) = 10log(2/1) = 10log2
= 10 x 0.301 (์์ฉ๋ก๊ทธํ์ ์ํด ๋ก๊ทธ2์ ๊ฐ์ ์ฐ์ถ) = 3.01
ย
์ด ๊ฒฝ์ฐ์ ๋ฐ์๋ฒจ ๊ฐ์ ์ฝ 3dB
ํ๋์ ํ์๊ฐ ๋ค๋ฅธ ๊ฒ๋ณด๋ค 2๋ฐฐ ํฌ๋ฉด 3dB ์ฆ๊ฐ
Ex) ๊ธฐํ ํ๋๊ฐ ์ฐ์ฃผํ ๋ ๋๋ ์๋ฆฌ์ ํฌ๊ธฐ๊ฐ 70dB๋ผ๊ณ ๊ฐ์ ํ ๋, ๊ธฐํ ์ด ๋๊ฐ ํ๊บผ
๋ฒ์ ๋ด๋ ์๋ฆฌ์ ํฌ๊ธฐ๋?
- 6. Sound Pressure Level(SPL)
์์๋ ๋ฒจ, ๋จ์๋ ์ญ์ dB
์์์ ๋ณํ๋ฅผ ๊ธฐ์ค์ ์ ์ค์ ํ์ฌ ์ ๋ํํ ๊ฐ
์ธ๊ฐ์ด ์๋ฆฌ๋ก์ ๋๋ผ๊ฒ ๋๋ ์ต์์์(ๆๅฐ้ณๅฃ)์ 0dB๋ก ๊ธฐ์คํ์ฌ
๋ก๊ทธ๋ก ํ์(๊ณ ๋ง์ ์์ง์ด๋ ์ต์ํ์ ๊ณต๊ธฐ ์๋ ฅ, ์ฝ 2ร10-5 N/m2)
SPL = 10 log(P12/P02) = 20log(P1/P0)
P0 =๊ธฐ์ค์์(2ร10-5 N/m2)
์๋์ง ๊ฐ๋
์ผ๋ก ์๋ ฅ๋น๋ฅผ ๋ฐ๊พธ๊ธฐ ์ํด 10log ๊ฐ ์๋ 20log๋ฅผ ์ฌ์ฉ
- 9. Reverse Square Law ์ญ์ ๊ณฑ์ ๋ฒ์น
์๋ฆฌ์ ์ธ๊ธฐ๋ ์์์์ ๊ฑฐ๋ฆฌ๊ฐ ๋ฉ์ด์ง์๋ก ์ญ์ ๊ณฑ์ ๋ฒ์น์ ๋ฐ๋ผ ๊ฐ์
๊ฑฐ๋ฆฌ๊ฐ ๋ ๋ฐฐ๊ฐ ๋๋ฉด, ์๋ฆฌ์ ์ธ๊ธฐ๋ 1/2์ด ์๋๋ผ ์ ๊ณฑ์ ์ญ์์ธ 1/4๋ฐฐ
๋ฐ์๋ฒจ์ ์ฌ์ฉํด ํํํ๋ฉด ๊ฑฐ๋ฆฌ๊ฐ ๋ ๋ฐฐ ๋ฉ์ด์ง ๋ 6dB ๊ฐ์
Ex) 10cm ๊ฑฐ๋ฆฌ์ ์ข
์ด๋ฅผ ๋๊ณ ย ์คํ๋ ์ด๋ฅผ ๋ฟ๋ ธ์ ๋
๋ฉด์ ์ด A์ด๊ณ ์งํ๊ธฐ๊ฐ D๋ผ๋ฉด, 30cm๊ฑฐ๋ฆฌ์ ์ข
์ด๋ฅผ
๋๊ณ ์คํ๋ ์ด๋ฅผ ๋ฟ๋ฆด ๊ฒฝ์ฐ ๋ฉด์ ์ 9A๊ฐ ๋๊ณ ,
์งํ๊ธฐ๋ D/9๊ฐ ๋๋ค.
์ฆ, ๊ฑฐ๋ฆฌ๊ฐ 3๋ฐฐ๊ฐ ๋์์ ๋ ๋ฉด์ ์ 3ยฒ๋ฐฐ,
์งํ๊ธฐ๋ 1/3ยฒ๋ฐฐ ๊ฐ ๋๋ค.
- 10. Equal loudness contours ๋ฑ์ฒญ๊ฐ๊ณก์
์ฃผํ์์ ๋ฐ๋ฅธ ์ธ๊ฐ์ ์ค์ ์ ์ธ ์ฒญ๊ฐ ๋ฐ์์ ๋ํ๋ธ ๊ทธ๋ํ
๊ทธ๋ํ์ ๋ํ๋ ๊ณก์ ๋ค์ ์ธ๊ฐ์ด ์ค์ ๋ก ๊ฐ์ ํฌ๊ธฐ๋ผ๊ณ ๋๋ผ๋ ์๋ฆฌ๋ค์ ์ฐ๊ฒฐ
- 11. Frequency Response
์ธ๊ฐ์ ๊ท๋ ์ฃผํ์(์๋ฆฌ์ ๋๋ฎ์ด)์ ๋ฐ๋ผ ๊ทธ ์๋ฆฌ์ ํฌ๊ธฐ๋ฅผ ๊ฐ๊ฐ ๋ค๋ฅด๊ฒ ์ธ์งํ๊ณ ๋์ฒด์ ์ผ๋ก
3500~4000Hz๋ด์ธ์์ ๊ฐ์ฅ ๋ฏผ๊ฐํ๊ฒ ๋ฐ์
์ธ๊ฐ์ ๊ท๋ ์ ์์์ ๋๊ฐํ์ฌ, ์ค์ ์ ํฌ๊ธฐ๋ณด๋ค ์์ ์๋ฆฌ๋ก ์ธ์งํ๋ฉฐ, ๊ณ ์์์๋ ๊ทธ๋ฐ ๊ฒฝํฅ
์ ๋ํ๋์ง๋ง ์ ์๋ณด๋ค๋ ๋ํจ
์ด์ ๊ฐ์ด ์ธ๊ฐ์ ๊ท๋ ์ ์์ด๋ ๊ณ ์(ํนํ ์ ์๋ถ)์์ ๋๊ฐํ๊ธฐ ๋๋ฌธ์,
์ฌ์ด๋ ๋ณผ๋ฅจ์ ์๊ฒ ๋ฃ๊ณ ๋ฏน์ฑํ ํ ํฌ๊ฒ ๋ค์ผ๋ฉด ๋ฏน์ฑํ ๋ ๋ค์ ์ ์์๋ ์ ์๊ณผ ๊ณ ์์ด ์ฆ๊ฐํ
๊ณ , ๋ฐ๋๋ก ํฌ๊ฒ ๋ค์ผ๋ฉฐ ๋ฏน์ฑํ ํ ์๊ฒ ๋ค์ผ๋ฉด ๋ฏน์ฑํ ๋ ๋ค๋ ธ๋ ์ ์๊ณผ ๊ณ ์์ด ์ ๋ค๋ฆฌ์ง ์๋
๋ค.
๋ชจ๋ ๋์ญ์ ์๋ฆฌ๋ฅผ ๋น๊ต์ ์์ค ์์ด ๋ค์ผ๋ฉด์ ์์
์ ํ๊ธฐ ์ํด์ ๋ฏน์ฑ์ ํ ๋์๋ ์์
์ ์ฝ
๊ฐ ํฌ๊ฒ ๋ค์ผ๋ฉฐ ํ๋ ๊ฒ์ด ์ผ๋ฐ์ ์ด๋ค.
- 12. Doppler effect ๋ํ๋ฌ ํจ๊ณผ
์์๊ณผ ๊ด์ธก์์ ๊ฑฐ๋ฆฌ์ ๋ฐ๋ผ ๊ด์ธก์๊ฐ ์ธ์งํ๋ ์์์ ์ฃผํ์๊ฐ ๋ณํ๋ ํ์
์์๊ณผ ๊ด์ธก์์ ๊ฑฐ๋ฆฌ๊ฐ ๊ฐ๊น์ธ์๋ก ๊ด์ธก์๊ฐ ์ธ์งํ๋ ์์์ ์ฃผํ์๋ ๋์์ง๊ณ ๊ฑฐ๋ฆฌ๊ฐ ๋ฉ
์ด์ง์๋ก ๊ด์ธก์๊ฐ ์ธ์งํ๋ ์ฃผํ์๋ ๋ฎ์์ง๋ ํ์
๋ํ๋ฌ ํจ๊ณผ๋ ์์์์ ๋ฐ์ํ๊ณ ์๋ ์ค์ ์ ์ธ ์ฃผํ์๊ฐ ๋ณํํ๋ ํ์์ด ์๋๋ผ, ๋จ์ง ๊ด
์ธก์์ ์์์ ๊ฑฐ๋ฆฌ ๋ณํ์ ๋ฐ๋ผ ๊ด์ธก์์๊ฒ ๋ค๋ฆฌ๋ ์๋ฆฌ์ ๋์ด๊ฐ ๋ณํ๋ ํ์์ ๊ท์ ํ๋
๋ฒ์น
Ex) ๊ตฌ๊ธ์ฐจ๊ฐ ๊ฐ๊น์ด ์ฌ ๋๋ ์ฌ์ด๋ ์๋ฆฌ๊ฐ ์ ์ ๋์์ง๋ค๊ฐ ์์ ์ค์ณ ์ง๋๊ฐ๋ฉด์๋ถํฐ ๊ธ
๊ฒฉํ ์ฌ์ด๋ ์ ์์ด ๋ฎ์์ง๊ธฐ ์์ํ๋ ๊ฒ
- 13. Masking effect ๋งค์คํน ํจ๊ณผ
์ด๋ค ์๋ฆฌ๊ฐ ๋ค๋ฅธ ์๋ฆฌ๋ฅผ ๋ค์ ์ ์๋ ๋ฅ๋ ฅ์ ๊ฐ์์ํค๋ ํ์
๋ค๋ฅธ ์ก์์ ์ํด ๋ฃ๊ณ ์ ํ๋ ์๋ฆฌ๋ ๋ฃ๊ธฐ ์ด๋ ค์์ง๊ฑฐ๋ ์ ํ ๋ชป ๋ค์๊ทธ ์๋ฆฌ๋ ๋ค๋ฅธ ์ก์์ ์ํด ๋งค
์คํฌ ๋์๋ค.
๋งค์คํน ํจ๊ณผ๋ ์๋ฆฌ์ ์ฃผํ์๋ค์ด ๊ฐ๊น์ธ ๋ ์ฆ๊ฐํ๊ณ ์ฃผํ์๋ค์ด ๋ฉ๋ฆฌ ๋จ์ด์ง ๋ ๊ฐ์
์๋์ด๊ฐ ๋น์ทํ ์๋ค์ ์๋ก ๊ฐ๊ฐ์ ์๋ฆฌ๋ฅผ ๊ตฌ๋ณํ๊ธฐ ์ด๋ ต์ง๋ง ์๋์ด์ ์ฐจ์ด๊ฐ ๋ง์ด ๋๋ ์๋ค์
์์ ๊ตฌ๋ณ์ด ๋น๊ต์ ์ฝ๋ค๋ ์๋ฏธ
โจ
Ex) ์ฌ์ฑ๋ค๋ง์ผ๋ก ์ด๋ฃจ์ด์ง ํฉ์ฐฝ๋จ์ ๋จ์ฑ์ด ํ ๋ช
๋ผ์ด๋ค์์ ๋ ์ด๋ฅผ ๊ตฌ๋ณํด๋ด๊ธฐ ์ฝ๋ค.
- 14. Binaural effect ๋ฐ์ด๋
ธ๋ด ํจ๊ณผ
์์ดํจ๊ณผ (ๅ
ฉ่ณๆๆ): ์ธ๊ฐ์ ๋ ๊ท๋ก ์์์ ๋ฐฉํฅ๊ฐ์ ๋๋ผ๊ฒ ํ๋ ์ฒญ๊ฐ ํ์
์๋ฆฌ๊ฐ ๋ ๊ท์ ๋๋ฌํ ๋๊น์ง๋ ๊ฑฐ๋ฆฌ์ ์ฐจ๊ฐ ๋ฐ์ํ๊ณ ์ด๋ ๋ฏธ์ธํ ์๊ฐ๊ณผ ์์์ ์ฐจ์ด๋ฅผ ๋ฐ
์์์ผ, ์ธ๊ฐ์ ์ด๋ก ์ธํด ์์์ ๋ฐฉํฅ์ ์ ํํ๊ฒ ํ๋จ
์คํ
๋ ์ค ๋
น์์ ๊ธฐ์ด
Ex) ๋ ํ์ชฝ์ ๊ฐ๊ณ ์ฌ๋ฌผ์ ๋ณด๋ฉด ๊ทธ ํ์ฒด์๋
๋ณํ๊ฐ ์์ผ๋ ์๊ทผ๊ฐ์ด ์ฌ๋ผ์ ธ ๋ฒ๋ฆฐ๋ค.
๋ ๊ฐ์ ๋์ด ๊ฐ๊ฐ์ ๋ค๋ฅธ ์์น์์ ์ฌ๋ฌผ์
3์ฐจ์์ ์ผ๋ก ๊ต์ฐจ ์ธ์งํจ์ผ๋ก์จ ๋ฐ์ํ๋
์๊ทผ๊ฐ์ด ์์ด์ง๊ธฐ ๋๋ฌธ
- 15. Stereo ์คํ
๋ ์ค
๋ณธ๋๋ ์
์ฒด์ํฅ์ ๋ปํ๋ ์์ด๋จ์ด โstereophonic soundโ์ ์ฝ์ด
์ด์ ๋ฐํด ์ผ๋ฐ์ ์ธ ๊ฒ์ ๋ชจ๋
ธ๋ด(monoral)์ด๋ผ๊ณ ํ๊ณ ์ค์ฌ์ ๋ชจ๋
ธ(mono)๋ผ ํ๋ค.
์ค์ผ์คํธ๋ผ๋ ์ฐ๊ทน๊ณผ ๊ฐ์ด ์์์ด ๋๋ฆฌ ํผ์ ธ ์๋ ์์ ์ข์ฐ 2๊ฐ์ ๋ง์ดํฌ๋กํฐ์ผ๋ก ์ง์(้้ณ)
ํ๋ฉด, ๋์ผ ์์์์ ๋์จ ์์ ๋ง์ดํฌ๋กํฐ์ ์์น์ ๋ฐ๋ผ ์์ ์ธ๊ธฐ์ ๋๋ฌ์๊ฐ์ ์ฐจ์ด๊ฐ ์๊ฒจ
์, ๋ ๋ง์ดํฌ๋กํฐ์ ์ ํธ์๋ ์ฌ๋์ ๋ ๊ท์ ์๋นํ๋ ์ ๋ณด๊ฐ ํฌํจ๋๋ค. ์ด๊ฒ์ ๋ณ๊ฐ์ ์ ์ก๋ก
๋ฅผ ํตํด์ ์ข์ฐ 2๊ฐ์ ์คํผ์ปค๋ก ์ฌ์ํ๊ณ , ๋ ์คํผ์ปค์์ ๋์ผํ ๊ฑฐ๋ฆฌ๋งํผ ๋จ์ด์ง ์ค์์ ์์น์
์ ๋ค์ผ๋ฉด ์ข์ฐ์ ๊ท์ ์ธ๊ธฐยท์๊ฐ์ด ๊ฐ๊ฐ ๋ค๋ฅธ ์์ด ๋ค๋ ค์์ ์์์ ์์น๊ฐ ์ฌํ๋ ๊ฒ์ฒ๋ผ ๋๊ปด
์ง๋ค.
- 16. Haas effect ํ์คํจ๊ณผ
์ ํ์ ํจ๊ณผ
์ธ๊ฐ์ ๋จผ์ ๋ฃ๋ ์๋ฆฌ๋ฅผ ๊ธฐ์ค์ผ๋ก ์์ ์์น๋ฅผ ํ์
ํ๋ ๊ฒฝํฅ์ด ์์
์ผ๋ฐ์ ์ธ ์คํ
๋ ์ค ์์คํ
์์ ๋ ๊ฐ์ ์คํผ์ปค๋ก ์ฃผํ์์ ์์์ด ๋์ผํ ์์ ๋์์ ์ฌ์ํ
๋ฉด, ์ธ๊ฐ์ ๊ท์๋ ๋ ๊ฐ์ ์๋ฆฌ๊ฐ ์ ์ค์์์ ์ฌ์๋๋ ๊ฒ์ฒ๋ผ ๋๊ปด์ง๋ค.
์ค๋ฅธ์ชฝ ์คํผ์ปค์ ์ ํธ๋ฅผ ์ฝ๊ฐ ์ง์ฐ์ํค๋ฉด ์์์ ์ผ์ชฝ ์คํผ์ปค ๋ฐฉํฅ์ผ๋ก ์ฎ๊ฒจ๊ฐ๋ค.
์ค๋ฅธ์ชฝ ์คํผ์ปค์ ์์ ์ง์ฐ์ํด์ผ๋ก์จ, ์ผ์ชฝ ์คํผ์ปค์ ์๋ฆฌ๊ฐ ์ฌ๋์ ๊ท์ ๋จผ์ ๋๋ฌํ๊ฒ ๋๋ฏ
๋ก ์ค์ ์ ์ผ๋ก๋ ์์์์์ ๊ฑฐ๋ฆฌ๋ ๋์ผํ์ง๋ง ์๋ฆฌ๊ฐ ์ผ์ชฝ์ผ๋ก ์น์ฐ์ณ ๋๋ ๋ฏ์ด ๋๋ผ๊ฒ ๋๋
๊ฒ์ด๋ค.
์๊ฐ์ฐจ๊ฐ ์ผ์ ์์ค ์ด์์ด ๋๋ฉด ๋ ๊ฐ์ ์๋ฆฌ๋ฅผ ์์ ํ ๋ถ๋ฆฌ๋ ๋ณ๊ฐ์ ์๋ฆฌ๋ก ์ธ์
- 17. Cocktail party effect ์นตํ
์ผ ํํฐ ํจ๊ณผ
๋์ผ ๊ณต๊ฐ์ ์ฌ๋ฌ ์ข
๋ฅ์ ์๋ฆฌ๊ฐ ์กด์ฌํ ๋, ์์ ์ด ๋ฃ๊ณ ์ถ์ ์๋ฆฌ๋ง์ ์ ๋ณํด์
๋ค์ ์ ์๋ ์ธ๊ฐ์ ์ฒญ๊ฐ๋ฅ๋ ฅ
,.
์นตํ
์ผ ํํฐ์ ๊ฐ์ด ์ฃผ๋ณ์ด ๋งค์ฐ ์๋๋ฌ์ด ์ฅ์์์๋ ์๋๋ฐฉ๊ณผ์ ๋ํ๋ฅผ ์งํํ ์ ์๋ค.
์ด๋ ์ฒญ๊ฐ ํน์ฑ์ด๋ผ๊ธฐ ๋ณด๋ค๋ ๋ฃ๊ณ ์ ํ๋ ๋์์๋ง ์ง์คํ ์ ์๋ ๋์ ์์ฉ
์ด์ ๋นํด์ ์๋ฆฌ๋ฅผ ์ก๊ธฐ ์ํ ๋ง์ดํฌ๋ ์๋ฆฌ ๊ทธ ์์ฒด๋ง์ ์์งํ๋ ๋ฅ๋ ฅ๋ง ๊ฐ์ง๊ณ
์์ผ๋ฏ๋ก, ์ก์์ด ์์ ๊ณณ์์ ์ธํฐ๋ทฐ ๋๋ ๋ฐด๋ ๋
น์์ ํ ๊ฐ๋ณํ ์ฃผ์๊ฐ ํ์