작곡/사운드와 관련된 리뷰/강좌/팁/인터뷰 등을 올릴 수 있는 게시판입니다

디지털 오디오 작업을 하면서 보는 Peak, RMS, LUFS와 같은 미터의 기본적인 작동 알고리즘을 알아보고,

실제 작업에서 어떻게 활용하는 것이 용이한가를 알아보려 합니다

 

먼저 정리하면

  • Peak Level Meter는 일정 시간 내 가장 높은 값을 확인하여, 헤드룸 관리에 도움이 되는 미터
  • RMS Level Meter는 평균적으로 계산하며, 실질적인 에너지를 측정하는 미터
  • Loudness Meter(LUFS)는 RMS와 비슷한 계산을 하되 라우드니스 곡선 등이 반영되어, 청감적인 에너지를 측정하는 미터

입니다

 

1. Peak

peak1.png

- 마루(Peak)와 골(Trough) -

 

우리가 파동을 볼 때, 파형에서 가장 높은 지점을 마루, 가장 낮은 지점을 골이라고 하는데요..

마루가 영어로 Peak, 골은 Trough입니다

 

Peak Level Meter에서는 +방향의 마루=Peak값만 필요한 것이 아니라..

아무 신호가 없는 상태를 0으로 봤을 때.. -방향도 신호이기 때문에 골=Trough의 값도 필요합니다

 

 

이것을 디지털에서는 절대값 |x| 으로 처리한 후,

출력 중인 값과 지금 계산 중인 샘플 절대값 중 어느 것이 큰지 비교하는 방식으로 알고리즘을 구현합니다

 

 

peak2.png

- 음수(-,마이너스)의 신호의 절대값 처리 -

 

 

2. Peak Hold Time

누적 계산된 신호 중, 가장 높은 값만 계속해서 출력하면 Peak Level 미터는 계속 멈춰 있을 겁니다

Peak Hold Time개념을 더하는데.. 이 시간 중에 더 높은 값이 나오면 갱신하고,

그렇지 않으면 Peak Hold Time이 다 될 때까지 값을 유지하는 방식으로 계산합니다

 

 

peak_hold.png

- 붉은색 : Peak Hold Time이 적용된 Meter의 반응, 파란색 : 신호 -

 

Decay 개념이 있는 경우도 있는데요.. Hold처럼 고정 되지 않고 서서히 낮게 출력하는 방식입니다


Peak Hold Time/Decay 동안에는 현재 출력 중인 Peak값보다 작은 신호에 대해서는 전혀 반영되지 않게되며,

그 때문에 사운드의 실질적인 에너지를 파악하기 어렵고, 음량을 균일하게 만드는 목적과는 거리가 멉니다

 

 

3. 활용 : Headroom 관리

이 Peak Level Meter는 에너지를 파악하는 용도 보다는 신호를 표현할 수 있는 한계를 넘지 않도록 관리하는데 용이합니다

 

디지털 신호처리에서는 Integer 타입으로 기록할 때, 0dBFS이라는 한계를 넘으면 표현하지 못합니다

아날로그 신호처리에서도 전기적으로 장비, 회로에서 전기적으로 허용하는 최대 전압, 전류, 전력이 있고, 이를 넘으면 제대로 표현하지 못합니다

 

이 제대로 표현하지 못하는 현상을 클리핑(Clipping)이라고 부릅니다

 

 

clipping.png

- 점선과 같은 표현한계를 만났을때 제대로 표현 하지 못하는 Clipping 현상 - 

 

 

Clipping 현상은 순간적인 신호의 값이 클 때 발생하는 현상이므로..

마찬가지로 순간적으로 가장 높은 값을 확인하는 Peak Level Meter를 사용하는 것이 용이합니다

 

 

 

Peak Level Meter는 일정 시간 내 가장 높은 값을 확인하여, Headroom 관리에 도움이 되는 미터입니다

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