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[Audio] 오디오 품질을 향상 시킬 수 있는 기본 구성요소

AC 2024. 2. 13. 14:59

노이즈 제거 (Noise Reduction): 주변 환경 소음, 전자 잡음 등과 같은 노이즈를 감소시키는 기술을 사용하여 오디오 품질을 향상시킬 수 있습니다. 이를 위해 주파수 필터링, 스펙트럼 분석 등과 같은 신호 처리 기법을 사용할 수 있습니다.

이퀄라이저 (Equalizer): 오디오 신호의 주파수를 조정하여 음악의 톤 밸런스를 조정하고 특정 주파수 대역의 원하는 부분을 강조하거나 약화시킬 수 있습니다. 이를 통해 음악의 균형을 조정하고 오디오 품질을 개선할 수 있습니다.

압축 (Compression): 음악 신호의 다이내믹 레인지를 조절하여 소리의 크기를 일정 수준으로 유지하고, 너무 크거나 작은 소리를 균일하게 만들 수 있습니다. 이를 통해 음악의 인텐시티를 조절하고 오디오 품질을 향상시킬 수 있습니다.

리버브 (Reverb): 오디오 신호에 적절한 리버브 효과를 추가하여 음악이나 음성의 공간감을 증가시킬 수 있습니다. 이를 통해 오디오 신호에 깊이와 넓이를 부여하고 오디오 품질을 향상시킬 수 있습니다.

샘플링 레이트 및 비트 레이트 조정: 오디오 신호의 샘플링 레이트와 비트 레이트를 조정하여 음질을 향상시킬 수 있습니다. 샘플링 레이트를 높이거나 비트 레이트를 높이면 더 많은 정보를 포함하게 되어 음질이 개선될 수 있습니다.

마스터링 (Mastering): 오디오 품질을 최적화하기 위해 마스터링 프로세스를 사용할 수 있습니다. 마스터링은 오디오 신호를 조정하고 균형을 맞추는 등의 후처리를 통해 음악의 최종 믹스를 개선하는 과정입니다.

오디오 업샘플링 (Audio Upsampling): 오디오 신호의 샘플링 레이트를 높여서 더 많은 고주파 세부 사항을 포착할 수 있도록 합니다. 이를 통해 음질을 개선할 수 있습니다. 업샘플링을 할 때는 필요한 주파수 대역에서 정보가 유실되거나 왜곡되지 않도록 신중하게 처리해야 합니다.

고해상도 오디오 포맷 사용: 일반적으로 압축된 오디오 포맷들은 음질이 손실되는 경우가 많습니다. 높은 비트 레이트를 가진 무손실 오디오 포맷 (예: FLAC)을 사용하거나, 고해상도 오디오 포맷 (예: DSD)을 사용하여 음질을 향상시킬 수 있습니다.

룸 코렉션 (Room Correction): 오디오 재생 환경에서 발생할 수 있는 반사음, 공명 및 음향 이상을 보정하는 기술을 사용하여 음질을 개선합니다. 이를 위해 마이크로폰을 사용하여 방의 음향 특성을 측정하고, 이를 통해 이상을 보정하는 필터를 생성합니다.

피치 및 타이밍 보정: 음악이나 음성의 피치 (음높이)와 타이밍 (리듬)을 보정하여 음질을 개선할 수 있습니다. 이를 통해 음악이나 음성의 정확성과 일관성을 향상시킬 수 있습니다.

공간 음향 효과: 오디오 신호에 추가적인 공간 음향 효과를 적용하여 더욱 현실적인 음향 경험을 제공할 수 있습니다. 예를 들어, 3D 오디오 기술이나 바이노럴 레코딩 기술을 사용하여 음악이나 음성을 공간 내에서 정확하게 배치할 수 있습니다.

 

샘플링 주파수 : 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환할 때 사용되는 샘플들의 주파수입니다. 즉, 아날로그 신호를 디지털 형태로 표현하기 위해 일정한 시간 간격으로 신호 값을 샘플링하는 것입니다.

샘플링 주파수는 초당 샘플의 수로 표현되며, 헤르츠(Hz) 단위로 나타냅니다. 일반적으로 음악 및 오디오 신호의 샘플링 주파수는 44.1kHz, 48kHz, 또는 96kHz와 같은 값들이 많이 사용됩니다.

44.1kHz 샘플링 주파수는 CD 품질의 오디오에서 주로 사용되며, 이는 초당 44,100개의 샘플을 사용하여 아날로그 신호를 디지털로 변환하는 것을 의미합니다. 48kHz는 전문적인 음향 기기 및 스튜디오에서 사용되는 고해상도 오디오 포맷의 표준입니다. 96kHz는 고음질 오디오 녹음 및 오디오 프로덕션에서 사용되는 더 높은 품질의 샘플링 주파수입니다.

샘플링 주파수가 높을수록 더 많은 샘플이 포함되므로 더욱 정확한 디지털 표현이 가능합니다. 그러나 높은 샘플링 주파수는 파일 크기가 커지고 처리량이 늘어날 수 있으므로, 사용 목적과 용량 제약에 따라 적절한 샘플링 주파수를 선택해야 합니다.

비트가 많을수록 처음에 신호를 더 정확하게 측정할 수 있으므로 16비트에서 24비트로 이동하면 품질이 눈에 띄게 향상될 수 있습니다. 고해상도 오디오 파일은 일반적으로 24비트에서 48kHz, 96kHz 또는 192kHz의 샘플링 주파수를 사용하지만 88.2kHz 및 176.4kHz 파일도 사용할 수 있습니다.

고해상도 오디오에는 파일 크기가 크다는 단점이 있습니다.

이렇게 큰 파일 크기로 인해 Bluetooth는 아직 고해상도 오디오를 무손실(즉, 손실 압축 없이) 통과할 수 없었습니다.

Wi-Fi나 모바일 네트워크를 통해 스트리밍하는 것은 번거로울 수 있지만, 최근 몇 년 동안 인터넷 대역폭이 일반적으로 향상되었으며 요즘에는 문제가 덜 됩니다

MQA (아래 참조) 와 같은 스트리밍 기술은 고해상도 오디오를 보다 효율적으로 패키징하고 스트리밍하는 방법을 영리하게 찾았지만, 요즘에는 고해상도 오디오 스트리밍이 문제가 되지 않습니다.

여기에는 널리 사용되는 FLAC(무료 무손실 오디오 코덱) 및 ALAC(Apple Lossless 오디오 코덱) 형식이 포함되며, 둘 다 압축되어 있지만 이론상으로는 정보가 손실되지 않습니다. '손실'이 아닌 '무손실'입니다. 다른 형식에는 압축되지 않은 WAV 및 AIFF 형식, DSD (슈퍼 오디오 CD에 사용되는 형식) 및 최신 MQA(Master Quality Authenticated)가 포함됩니다 .

 

MP3 (고해상도 아님): 널리 사용되는 손실 압축 형식은 파일 크기는 작지만 최고의 음질과는 거리가 멀습니다. 스마트폰이나 iPod에 음악을 저장하는 데 편리하지만 고해상도는 지원하지 않습니다.

AAC (고해상도 아님): MP3의 대안으로 손실이 많고 압축되어 있지만 소리가 더 좋습니다. iTunes 다운로드, Apple Music 스트리밍(256kbps) 및 YouTube 스트리밍에 사용됩니다.

WAV (고해상도): 모든 CD가 인코딩되는 표준 형식입니다. 음질은 훌륭하지만 압축되지 않아 파일 크기가 커집니다(특히 고해상도 파일의 경우). 메타데이터 지원(즉, 앨범 아트워크, 아티스트 및 노래 제목 정보)이 좋지 않습니다.

AIFF (고해상도): 더 나은 메타데이터 지원을 갖춘 WAV에 대한 Apple의 대안입니다. 무손실 및 비압축(파일 크기가 매우 큼)이지만 대중적으로 인기가 높지는 않습니다.

FLAC (고해상도): 이 무손실 압축 형식은 고해상도 샘플 속도를 지원하고 WAV 공간의 약 절반을 차지하며 메타데이터를 저장합니다. 로열티가 없고 널리 지원되며(Apple에서는 지원하지 않음) 고해상도 앨범을 다운로드하고 저장하는 데 선호되는 형식으로 간주됩니다.

ALAC (고해상도): Apple의 자체 무손실 압축 형식도 고해상도를 수행하고 메타데이터를 저장하며 WAV 공간의 절반을 차지합니다. FLAC에 대한 iTunes 및 iOS 친화적 대안입니다.

DSD (고해상도): Super Audio CD에 사용되는 단일 비트 형식입니다. 2.8MHz, 5.6MHz 및 11.2MHz 종류로 제공되지만 위의 일부 형식만큼 널리 지원되지는 않습니다.

MQA (고해상도): 품질 유지에 중점을 두고 고해상도 파일을 효율적으로 패키지하는 무손실 압축 형식입니다. 디지털 하이파이 도메인에서 점점 더 높은 제품 지원을 제공하는 Tidal Masters 고해상도 스트림 에 사용됩니다MQA Ltd는 최근 Bluesound와 NAD를 소유한 캐나다 회사 Lenbrook에 인수되었습니다 .

고해상도 오디오는 최신 Bluetooth 코덱 (예: aptX HD , aptX Adaptive 및 LDAC )을 지원하는 휴대폰과 헤드폰/스피커 간에 무선으로 스트리밍될  있지만 무손실은 아닙니다(즉, 압축 없이는 불가능).

요즘 대다수는 최대 192kHz 또는 384kHz의 PCM 파일은 물론 DSD 및 MQA도 지원합니다. 

 

  • 압축되지 않은 파일:  이 오디오 파일은 용량이 매우 크며 오디오 장비가 감지할 수 있는 모든 정보를 포함합니다. 비압축 파일 형식에는 WAV, AIFF 및 PCM이 포함됩니다.

  • 압축된 무손실 파일:  이러한 파일 형식은 압축되지만 정보가 손실되지 않는 방식으로 이루어집니다. 여기에는 FLAC, WMA 및 ALAC가 포함됩니다. 이러한 파일은 압축된 파일보다 크고 압축되지 않은 파일보다 작습니다.

  • 압축 또는 손실 파일:  일반적으로 가장 작은 유형의 파일 형식인 압축 파일은 꼭 필요하지 않은 일부 정보를 제거합니다. 널리 사용되는 손실 오디오 파일 형식에는 MP3 및 AAC가 포함됩니다. "이것들은 일반적으로 Apple Music과 Spotify에서 스트리밍되는 것들입니다."라고 Rodocker는 말합니다.

 

샘플 속도는 초당 오디오 샘플이 수집되는 횟수, 즉 녹음 장비가 사운드를 데이터로 변환하는 초당 인스턴스 수입니다. 대부분의 디지털 오디오의 샘플링 속도는 44.1kHz이며 이는 오디오 CD의 샘플링 속도이기도 합니다. 이는 녹음 중에 오디오가 초당 44,100번 샘플링된다는 의미입니다. 오디오가 재생되면 하드웨어는 초당 44,100번 사운드를 재구성합니다.

 

개별 샘플은 보유한 정보의 양에 따라 다릅니다. 비트 깊이는 각 샘플의 비트 수 또는 44,100개 오디오 각각의 정보가 얼마나 풍부한지를 나타냅니다.

 

높은 샘플링 속도와 높은 비트 심도는 모두 오디오 파일의 정보 양을 늘리고 마찬가지로 파일 크기도 증가시킵니다. 일부 사진의 해상도가 높은 것처럼, 샘플링 속도와 비트 심도가 높은 오디오 파일은 더 자세한 내용을 담고 있습니다. 더 자세한 정보를 얻으려면 일반적으로 더 높은 비트 전송률이 필요합니다.

오디오 CD 비트 전송률은 항상 1,411Kbps입니다. MP3 형식의 범위는 약 96~320Kbps이며 Spotify와 같은 스트리밍 서비스의 범위는 약 96~160Kbps입니다.

높은 비트 전송률은 오디오 애호가에게 매력적이지만 항상 더 나은 것은 아닙니다. 디지털 오디오가 병목 현상을 어떻게 해결해야 하는지 염두에 두십시오. 

스트리밍하는 경우 효과적으로 스트리밍할 수 있도록 비트 전송률을 약간 낮추는 것이 좋습니다. 그러나 약 90Kbps 미만에서는 훈련 없이도 사람의 귀가 품질이 크게 떨어지는 것을 느낄 수 있습니다.

비트 전송률이 높고 충실도가 높은 파일은 고품질 하드웨어로 제공되지 않더라도 문제가 되지 않습니다. 사용자가 대중 시장용 이어버드나 헤드폰으로 오디오를 듣는 경우 어쨌든 고품질 오디오가 제공하는 모든 기능을 얻을 수는 없습니다. 높은 CD 품질의 비트레이트는 1,411Kbps가 수용할 수 있는 초고주파와 초저주파를 적절하게 표현할 수 있는 전문 스테레오 시스템에서 가장 좋은 소리를 냅니다. 대부분의 이어버드와 많은 데스크탑 스피커는 이러한 주파수를 표현할 수 없습니다. 

새로운 오디오 프로젝트를 시작할 때는 높은 샘플 속도와 비트 깊이를 사용하여 가능한 최고의 품질을 녹음하는 것이 좋습니다.오디오를 제작할 때 청취자가 오디오와 어떻게 상호 작용할 것인지 염두에 두어야 합니다.

디지털 녹음으로 캡처된 원본 아날로그 사운드의 양은 주로 샘플링 속도  비트 심도 (초당 몇 개의 샘플을 채취하는지, 각 샘플에 포함된 정보의 양)에 따라 달라집니다.

 

5.1채널

5.1 채널의 약자로, 극장과 같은 경험을 제공하기 위해 서라운드 사운드를 제공하는 방법입니다 . 5개의 스피커와 1개의 서브우퍼가 청취자 주위에 배치되어 있으며 각 스피커는 다음과 같이 서로 다른 채널을 수신합니다.

  1. 전면 채널 2개
  2. 전면 중앙 채널 1개
  3. 두 개의 '서라운드' 채널
  4. 저주파 효과(LFE) 채널 1개

LFE 채널을 수신하는 서브우퍼는 실내 어느 곳에나 배치할 수 있습니다. 서브우퍼가 없는 서라운드 사운드 시스템에 비해 공간이 절약됩니다. 모든 저주파가 서브우퍼로 전송되기 때문에 다른 스피커는 저음을 생성할 필요가 없으므로 더 작을 수 있습니다. 7.1채널 도 참조하세요

서라운드 사운드는 다중 채널 오디오 시스템을 사용하여 사운드를 공간적으로 둘러싸는 효과를 만들어내는 오디오 기술입니다. 이는 음향의 방향과 공간적인 위치를 보다 현실적으로 재현하기 위해 개발되었습니다.

일반적으로 스테레오 시스템은 왼쪽과 오른쪽 두 개의 스피커를 사용하여 사운드를 전달합니다. 하지만 서라운드 사운드 시스템에서는 추가적인 스피커를 사용하여 전체적인 사운드 환경을 향상시킵니다. 대표적으로 5.1 채널과 7.1 채널이 있습니다.

7.1채널

7.1채널 서라운드 사운드 시스템은 7개의 스피커와 서브우퍼를 사용합니다. 5.1채널 시스템 과 유사 하지만 두 개의 추가 '서라운드 백' 채널이 있습니다.

 

비트 심도

디지털 녹음의 비트 깊이는 아날로그 신호의 각 샘플을 저장하는 데 사용되는 자릿수를 나타냅니다. CD 오디오의 표준 비트 깊이는 16이고 샘플링 속도 는 44.1kHz입니다. 이는 초당 44,100개의 샘플이 수집되고 각 샘플이 16비트의 정보를 저장한다는 의미입니다. 일반적으로 비트 심도가 높을수록 음질이 좋아지지만 파일 크기도 커집니다.

Hi-Res 오디오는 최소 24비트의 비트 심도를 가지며 샘플링 속도는 96kHz 이상입니다.

압축

디지털 오디오를 녹음하면 파일 크기가 매우 커져서 기술의 실제 사용이 제한됩니다. 예를 들어 디지털 음악 플레이어에 저장할 수 있는 노래 수는 몇 곡입니까? 이러한 이유로 대부분의 오디오 파일 형식은 저장된 파일의 크기를 줄이기 위해 특정 사운드 정보를 제거하는 특정 형태의 압축을 사용합니다.

재생할 때 사운드를 압축하고 압축을 푸는 방식은 사용자가 듣는 최종 사운드에 영향을 미칩니다. 정보가 손실되는 파일 형식을 손실이 있는 파일 형식이라고 합니다. 모든 사운드 정보를 유지하거나 재생할 때 재구성할 수 있는 파일 형식을 무손실이라고 합니다.

돌비 디지털

DVD 및 Blu-ray의 기본 형식으로 사용되는 표준 손실 오디오 형식입니다. 손실이 많은 형식이지만 여전히 영화관에서 사용하기에 충분합니다. DTS Digital Surround 에 비해 음질은 낮지만 압축률이 높을수록 파일 크기가 작아지기 때문에 Dolby Digital이 더 널리 사용됩니다.

DSD(다이렉트 스트림 디지털)

DSD(Direct Stream Digital)는 Hi-Res 오디오 보다 샘플링 속도가 매우 높고 CD 오디오보다 64~128배 높은 샘플링 속도를 갖춘 디지털 녹음 방식입니다 . 일부 사운드 엔지니어의 경우 이는 디지털 파일이 원래 아날로그 소스에 도달할 수 있는 것만큼 가깝습니다. 일부 Sony Hi-Res 오디오 모델은 DSD 형식 오디오도 재생할 수 있습니다.

고해상도 오디오

고해상도 오디오는 일반적으로 샘플링 속도가 96kHz/24비트 이상인 디지털 녹음을 의미합니다. 이는 CD 또는 MP3 녹음보다 훨씬 높은 음질을 제공합니다. 표준 CD 오디오 형식은 44.1kHz/16비트로 샘플링됩니다.

소니 제품에 Hi-Res Audio 로고가 표시되면 

해당 제품이 하이 레졸루션 오디오의 사운드 성능을 극대화하도록 설계되었음을 알 수 있습니다. 휴대용 음악 플레이어부터 헤드폰, 스피커, 풀 홈 시네마 시스템까지 완벽한 소니 Hi-Res 오디오 시스템을 설정할 수 있습니다.

LDAC는 Bluetooth 연결을 통해 고품질 무선 오디오를 즐길 수 있는 Sony의 오디오 코덱 입니다.

Bluetooth를 통해 오디오를 전송할 때 일반적으로 표준 Bluetooth SBC 코덱을 사용하므로 품질이 저하될 수 있습니다. LDAC는 SBC 코덱 보다 3배 많은 데이터를 전송하여 Bluetooth를 통해 고품질 오디오를 유지하고 모든 음악에 대해 향상된 무선 청취 환경을 제공합니다.

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