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개수화 에러

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디지털의 세계는 일반적으로 노이즈 프리의 세계라고 여겨지고 있습니다.

확실히 디지털회로에는 열에 의해 발생하는 순수 아날로그회로 특유의 백그라운드 노이즈가 없습니다.

그 한 가지만 가지고 이야기한다면 디지털회로는 노이즈 프리라고 할 수 있을 것입니다.

그러나 실제로는 디지털에서도 노이즈는 발생하고 있지요.

우선 양자화 에러에 의해 발생하는 디지털 특유의 노이즈입니다.

현실적으로는 양자화 에러 노이즈는 8비트보다 위의 시스템이라면, 히스 노이즈보다 훨씬 작아져 느끼기 힘들지만,

존재하고 있다는 사실에는 변함이 없습니다.

양자화 에러가 노이즈 원인이 되는 것은 앞에서 설명한 A/D컨버터의 구조를 다시 떠올려보면 알 수 있을 것입니다.

하지만 디지털특유의 노이즈는 양자화 에러에 의한 것 뿐만이 아닙니다.

양자화가 완전히 제대로 이루어졌다고 해도, 개수화 에러의 문제가 남아있기 때문입니다.

대부분의 디지털연산에서는 수학적으로 불가피한 개수화 에러가 적지만 발생하고 있습니다.

개수화 에러라는 현상을 가까운 예로 말한다면,

원주율을 "약 3"이라고 계산한 경우와 3.14로 계산한 경우, 그리고 3.1415926으로 계산한 경우의 결과가 가진 실제와의 오차에 해당하는 것입니다.

오디오신호의 디지털처리에는 상당히 복잡한 연산이 사용되고 있습니다.

음량을 변화시키는 것도 곱하기가 없으면 불가능합니다(감소시킬 때에는 1.0미만의 계수를, 증폭시킬 때에는 1.0보다 위의 계수를 곱한다).

마찬가지로 모든 이퀄라이징이나 이펙트 조작에도 가감승제를 구사한 연산이 사용되고있습니다.

만약 계산결과가 부정확하거나, 연산방법자체에 문제가 있는 경우에는 큰 개수화 에러가 발생하게 되는 것은 말할 필요도 없을 것입니다.

큰 개수화 에러는 당연히 귀에 거슬리는 디지털 히스나 극단적인 음색변화 등, 바람직하지 못한 결과를 낳게 됩니다.

정밀도가 높은(원주율의 계산으로 말하자면 소수점이하의 단위가 많은) 연산을 하면, 이 문제의 발생을 상당히 막을 수 있습니다.

하지만 그와 같은 연산을 하기 위해서는, 적어도 변환처리에 사용되고 있는 오디오의 양자화 비트수를 베이스로 한 알고리즘보다도 훨씬 정밀도가 높은 알고리즘이 필요합니다.

왜냐하면 변환처리에 사용되는 오디오의 양자화 비트수를 예를 들면 디지털 이퀄라이저의 알고리즘에 그대로 사용하면,

복수의 주파수 밴드의 레벨을 극단적으로 올렸을 때 등에, 처리결과가 입력신호의 양자화 비트수를 간단히 초과하기 때문입니다.

즉, 디지털 믹서나 이펙터의 내부처리 알고리즘에는 A/D변환처리보다 긴 워드를 사용할 필요가 있으며,

이것이 카탈로그 등에서 내부처리의 비트수 쪽이 오디오의 비트수보다 높은 이유 중 하나입니다.

그 기자재로 다룰 수 있는 양자화 비트수가 정해져 있는 이상, 최종적인 연산결과를 다음 처리 프로세스에 보내기 위해서는 개수화가 불가결합니다.

하지만 처리 도중에 몇 번이나 개수화된 후의 연산결과와, 정밀도가 높은 연산에 의해 마지막에 한번만 개수화하면 되는 경우의 연산결과와의 사이에, 큰 차이가 생기는 것은 당연한 일일것입니다.

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