음성 명료도의 개선을 위한 실내 공간의 흡음 기준

Abstract

음성 신호의 시간과 주파수 특성을 왜곡하는 실내공간의 잔향을 억제하여 음성신호의 명료도를 높이는 다양한 방법이 제안되었다. 벽면에 흡음 처리는 잔향을 줄이는 데 효과적이지만 잔향이 높은 라이브 룸의 경우 넓은 면적에 처리가 필요하다. 본 연구에서는 음성 명료도 개선에 요구되는 최소 흡음 계수를 정의하고 가장 효과적인 벽을 선택하여 잔향 제거에 대한 흡음 효율을 높이는 방법을 제안한다. 이를 위해 마이크로폰 어레이 빔포밍을 사용하며 잔향의 방향성으로 인해서 각 벽면의 흡음 특성이 변하게 된다. 잔향의 각 벽면에 대한 충돌 수를 통해서 벽면 중요도 계수가 정의되며 흡음 처리에 의해 음성 신호가 얼마나 개선되는지 예측할 수 있다. 검증을 위해 잔향 시간이 1.1 초이고 체적이 107 m$^3$ 실내공간을 구성하여 모사실험을 진행했다. 중요도 계수가 가장 높은 벽면에 Helmholtz 흡음재를 적용할 때 개선되는 명료도가, 500, 1000Hz에 대한 수정된 음성 명료도에서는 각각 5.1dB과 4.8dB이 그리고 음성 전달 지수는 0.06이 예측된다. 해당 결과는 시뮬레이션을 사용하여 계산된 각 성능 지수와 JND (Just-Noticeable Difference)이하로 차이가 발생한다. 또한 구성된 실내공간에 대해 2JND 이상의 음성 명료도를 향상시키기 위해서는 흡수 계수가 적어도 0.6 이상 필요한 것을 알 수 있다. 각 흡음 처리법의 개선된 명료도를 평가하기 위해 주관평가를 진행했다. 그 결과, 가장 중요도가 높은 벽에 흡음 처리하는 방법은 모든 벽에 흡음 처리 방법과 거의 유사한 수준으로 음성 명료도가 향상되는 것을 알 수 있다. 그러므로 벽면 중요도가 가장 높은 곳에 흡음 처리를 하는 방법이 흡음 효율 측면에서 효과적으로 음성 신호를 개선하는 것을 알 수 있다.