본 논문에서는 실내음향을 측정하기 위해 사용되는 음향 측정 신호인 blank pistol, maximum length sequence, sine sweep 을 이용한 충격응답 특성을 분석한다. 각 충격응답의 실내음향 인자들을 먼저 비교 분석하고 sine sweep 속도에 따른 충격응답 특성을 분석하여 최적의 실내음향 인자를 찾기 위한 sine sweep 속도를 결정한다.
최근 들어 실내음향 특성의 측정과 평가를 위해 백색잡음을 이용한 잔향시간 측정법 대신에 임펄스응답을 이용한 측정법이 널리 이용되고 있다. 이 방법은 재현성이 우수하고 다양한 실내음향 특성치들을 한꺼번에 산출할 수 있어 전통적인 잔향시간 측정법에 비해 여러 가지 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 MLS(Maximum Length Sequence) 신호를 이용하여 실내에서의 임펄스 응답을 측정하고 이를 후처리(post-processing) 하여 잔향시간(EDT, RT), 명료도 지수(C50, C80, D, U50, U80, AI), 음의 크기 지수(G) 등, 주로 실의 음성음향 성능을 측정하는 시스템을 구축하였다. 본 연구에서는 측정시스템과 후처리 프로그램의 구성, 몇몇 실내공간에 대한 시험 측정의 결과 및 고찰 등에 대해 소개하고자 한다.
근접 4점법을 이용하여 음원으로부터 측정점까지 음파가 전달되어 오는 공간상의 반사음 패턴을 구할 수 있다. 그러나 차량과 같이 협소한 공간에서는 반사음간의 시간차가 매우 작게 되고 따라서 단지 몇 개의 초기 반사음을 제외하고는 측정이 어렵게 된다. 본 연구에서는 측정에 사용된 스피커의 특성을 역필터링하여 차실 내의 펄스 반사음 자체 특성만을 추출함으로써 좁은 공간에서도 반사음 패턴의 측정이 가능하도록 하였다. 실내 반사음 패턴은 음파의 경로를 보여 주는 것이므로 본 측정법은 차량의 실내 음향 특성 파악과 음질 개선에 중요한 도구로 활용될 수 있다.
본 논문에서는 실측된 실내 충격 응답을 모델링하여 실내 잔향 필터 설계를 시도하였다. 급강하법(steepest descent method)을 이용하여 측정된 실내 충격 응답을 4개의 콤 필터(comb filter)와 2개의 올패스 필터(allpass filter)로 이루어진 잔향 필터로 모델링하여, 잔향 필터의 계수를 결정하였다.
음향측정에 사용되는 무향실은 각종 정밀측정을 하는데 기본적인 중요설비 로 소리의 환경을 인위적으로 만든 설비이다. 무향실은 자유음장을 형성하는 실로 실내 모든면에서 음을 완전히 흡수하여 "음의 반사가 없는 실"을 말하 며, 실제 주변환경에서는 찾아보기 힘든 일이다. 이전에는 주로 Speaker나 Microphone등의 지향특성 및 교정에만 국한되어 사용했지만 현재 각종 기계 류의 방사 Power측정, 측정실내의 객관적인 교정검사, 기자재의 객관적인 음 향측정 데이터 비교평가등 무향실을 이용한 음향분석연구가 각 분야에서 광 범위하게 이용되어지고 있다.이용되어지고 있다.
공연장음향성능에 영향을 미치는 중요한 부자재중의 하나인 음향반사판의 면밀도 변화에 따른 흡음특성 변화를 조사하였다. 음향반사판은 목질계반사판으로 밀도 변화는 $11\;㎏/m^2{\sim}41k\;㎏/m^2$으로 총 3개의 시료를 대상으로 측정하였다. 저주파 대역에서의 흡음률을 측정하기 위하여 서브우퍼와 무지향성 스피커를 사용하였으며 측정결과 중고주파수 대역의 흡음률은 면밀도 변화에 따라 큰 차이가 없었으나 저주파수 대역의 흡음률을 면밀도 변화에 따라 차이가 있는 것으로 나타났다. 향후 음악 공연 공간내의 음향반사판의 면밀도 변화에 따른 실내 음향 특성 변화 및 설계지침에 대한 연구가 필요할 것으로 사료된다.
국악전용 공연장으로 지어진 국립국악 소극장의 음향 특성을 실내 음선도, 암소음, 잔향시간 및 음압분포에 의해 분석.평가하였다. 연구결과 무대 앞부분과 객석모서리에서 음선경로차가 17m 이상으로 나타나 회주공조현상의 발생이 예측되며 남부순환도로와 인접하여 소극장내에 높은 암소음이 측정되었다. 잔향시간의 측정결과 과다한 실내 흡음력으로 인해 공석시에 계획값 보다 0.8초 정도가 짧으며 이는 관객입장시 더욱 악화될 것이 예측되어 1석당 실용적을 증가와 실내 흡음력을 가능한 줄일 필요가 있다. 음압레벨은 음악당 전 객석에서 고른 음압분포가 보이고 있으나 무대 음원에서 객석전열 사이에 초기 음압감쇠가 크게 나타나 무대주변의 음압 보강이 요구된다.
판소리 홀의 음향효과를 평가하기 위하여, 1/10 축척 모형 홀을 제작하고 각종 실내음향특성을 측정분석하였다. 이 실험을 위해서는 모형 홀의 임펄스 응답을 측정하는 일과 청감실험에 이용될 시험음(판소리)의 합성기술이 필요하게 되었다. 본 연구의 결과, 첫째로 임펄스 응답을 측정하기 위해 저자가 시작품으로 제작한 전극 방전음을 사용하여, 그 가능성을 확인하였다. 두번째로, 축척 모형의 모의실험에 의한 실내음향의 평가도 유효한 실험 방법의 하나로 응용할 수 있는 것을 확인하게 되었다. 본 연구의 성과로, 새로운 측정 기술과 청감 실험은 판소리 홀의 잔향시간이 $1.0{\sim}$12.$초 범위가 적당하다는 것을 알게 되었다.
본 논문에서는 Matlab 공개 toolbox 인 k-wave 를 사용하여 실내 음향 파라미터를 측정하는 방법을 제시한다. 첫째, 본 논문에서 제시한 k-wave 를 이용한 방법의 유효성을 검증하기 위해, k-wave 로 얻은 실험값과 [1]에서 제시한 실제 실내에서 마이크를 통하여 측정된 값을 비교하였다. 그 결과 k-wave 를 사용하였을 때 잔향 시간은 [1]과 매우 유사하게 측정이 되었고 $D_{50}$ 값의 오차는 평균 5.2%로 측정되었다. 따라서 k-wave 를 이용하면 실제 측정값을 대체할 수 있는 양호한 결과를 얻을 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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