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[음악을 듣는 방식의 변화]
음악을 듣는 방법은 시대에 따라서 참 많은 변화가 있어 왔습니다. 예전에 LP와 Tape을 사용하여 음악을 들던 시절에는 앨범을 구하기 위하여 참 많이 돌아다니기도 했는데요, 특히 국내에 수입이 되지 않는 해외 음반을 구하기 위해서는 종로의 도매상가에서 수입LP를 구입하거나 다리 아래 골목 으쓱한 곳에서 판매를 하는 소위 빽판을 구해야만 했습니다.

 

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빽판 제작과정

 

그 시절에는 다양한 음악을 접하기도 힘들고 음악을 듣기 위해서는 비용도 많이 들어갔는데, CD가 만들어지면서 음원들이 Digital화 되고 mp3 파일이 등장하면서 파일의 공유가 쉬워져서, 요즘은 아날로그 시절과 비교하여 엄청나게 넘쳐나는 음원과 인터넷을 통하여 전세계 음악을 비교적 손쉽게 구할 수 있다는 점을 생각하면 음악을 듣는 환경 및 음원의 유통구조에 있어서 매우 많은 변화가 있었던 것 같습니다.

 

 

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세계최초의 양산형 MP3 플레이어


음원이 CD를 시작으로 디지털화 되면서 CD의 16bit / 44.1kHz 규격은 자연스럽게 디지털 음원 시장에서 표준이 되어 버렸습니다. (mp3파일 역시 CD에서 ripping을 해서 만들기 때문에 bit rate는 달라도 16bit / 44.1kHz 포맷은 동일합니다.) CD가 처음 이 세상에 나왔을 무렵에 한참 이슈가 되던 내용은 과연 이러한 CD의 규격이 음악을 듣기에 충분한 것인가? 라는 주제로 소위 아날로그파 분들과 디지털파 사이에서 참 많은 이야기들이 오고 갔었습니다. 그리고 CD 초창기에는 digital 기술이 요즘처럼 뛰어나지 못하여 DAC의 신호변환방식도 1bit 신호를 빠르게 전송하는 방식(ex. bit stream)과 multi-bit를 전송하여 신호처리를 하는 방식 (ex. Delta-sigma) 등이 서로 경쟁을 하기도 했습니다.

 

이후 시간이 흘러 CD의 포맷인 16bit, 44.1kHz를 뛰어넘는 SACD, DVD-A등의 미디어가 출현하였으나 이미 시장의 상황은 새로운 미디어에 대한 수요 보다는 MP3를 중심으로 한 음원 다운로드 시장이 이미 확산되어 있었고, 통신 속도마저 점점 빨라지면서 다운로드 보다는 스트리밍쪽으로 시장은 점점 이동을 하게 됩니다.

 

 

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시장 상황이 이렇게 변화를 하던 중 작년에 iriver에서 Astell & Kern이라는 브랜드로 AK100이라는 HD Sound 의 재생을 지원하는 모바일 기기를 출시하면서 HD Sound을 제공하는 서비스도 조금씩 활성화가 되었고, 최근 LG에서 G2를 출시하면서 스마트폰 최초로 HD Sound를 지원하게 되었습니다.

 

 

참고.
HD Sound: 24bit, 192kH포맷의 고음질 음원파일, 아이리버에서는 MQS(Mastering Quality Sound)라고 합니다. 본 글에서는 이하 HD Sound로 용어 통일합니다.


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HD Sound 지원 휴대용 플레이어

 

 

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LG G2 (HD Sound 지원 최초의 스마트폰)

 

 

[HD Sound 왜 필요 할까요?]
개인의 청력특성에 따라서 결과가 달라지기는 하지만 16bit, 44.1kHz포맷은 음악을 듣는 대부분의환경에서 사람들이 들을 수 있는 가청 임계치를 충분히 커버합니다. 즉 16bit포맷의 최대 다이나믹 레인지인 96dB은 대부분의 환경에서 충분한 음압을 구현할 수 있게 해 주고, 44.1kHz sampling 주파수의 고음재생 대역폭인 20kHz는 대부분의 사람들에게 충분한 고음의 재생 대역폭을 제공합니다. 물론 귀가 매우 좋은 소수의 분들은 20kHz이상의 소리도 들으실 수 있기도 하고 아주 가끔은 100dB이상의 큰 소리를 듣기도 합니다만, 대부분의 환경 및 대부분의 분들에게는 16bit, 44.1kHz 포맷도 충분한 스펙이라는 말입니다.

 

그런데 왜 가청 임계치를 넘어서는 HD Sound가 필요한 것일까요? 과연 24bit, 192kHz재생능력은 음악을 들을 때 무슨 도움을 줄까요? 그냥 새로운 제품을 판매하기 위한 마케팅 방법중의 하나일까요? 아니면 실제로 매우 향상된 음질을 들려줄 수 있는 기술일까요?

 

이러한 주제는 관점에 따라서 결론이 달라질 수 있는 부분인데요, 오늘은 디지털 신호(소리)를 처리하는 영역(digital signal processing) 의 관점에서 이야기를 해 보겠습니다.

 

 

 

[레코딩 스튜디오의 녹음과정]
레코딩 스튜디오에서는 대부분 24bit, 96kHz 혹은 24bit, 192kHz 포맷으로 녹음을 하다가 최종 작업단에서 16bit, 44.1kHz포맷으로 변환을 합니다. 그런데 16bit, 44.1kHz포맷도 가청 임계치는 충분히 커버를 하는데 왜 스튜디오에서는 가청 임계치를 넘어서는 OVER-SPEC(?)의 포맷으로 작업을 할까요?

 

16bit포맷의 경우 최대 96dB의 다이나믹레인지를 제공하지만 실제로 드럼과 같은 악기의 소리를 녹음할 때에는 그 이상의 다이나믹레인지가 마이크로 들어오기도 합니다. 그런데 디지털 신호는 포맷의 최대 영역을 조금이라도 넘어서면 소리가 완전히 깨져버리기 때문에 어느 정도는 상위 비트에 대한 여유를 가지고 녹음을 해야 하고 이러한 영역을 Headroom이라고 합니다.

 

 

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출처 : http://en.wikipedia.org/wiki/Headroom_(audio_signal_processing)

 

이렇게 녹음 시에 발생할 지도 모르는 클리핑을 방지하기 위하여 설정을 하는 Headroom으로 인하여 24bit포맷이라도 24bit의 최대 다이나믹레인지인 144dB을 모두 다 사용을 하여 녹음을 할 수가 없습니다.

 

그리고 음반의 녹음 시에는 채널마다 소리를 가공하여 처리를 합니다. 즉 채널마다 여러 가지 sound effect를 걸어서 녹음을 하는데 이러한 sound effect는 대부분 다이나믹 레인지와 재생 대역폭을 감소하게 만듭니다. 가령 EQ를 사용하여 10dB의 조정을 했다면 EQ를 거친 후의 소리는 최대 10dB만큼 다이나믹레인지가 감소하게 됩니다.

 

게다가 녹음시에 발생하는 어쩔 수 없는 노이즈 레벨까지 감안하면 녹음을 할 때에 사용하는 포맷은 24bit, 192kHz 이지만 실제로 사용할 수 있는 영역(Normal Range)은 그 이하의 영역만 사용을 하게 되므로 실제로 사용되는 영역(Normal Range)은 얼마 되지 않습니다. (16bit의 경우 이것 저것 빼고 나면 Normal Range는 약 65dB밖에, 24bit의 경우 약 75dB밖에 안 남습니다.)

 

 


[사용자 관점에서의 재생]
현재 음악을 녹음할 때 기준이 되는 것은 스피커입니다. 때문에 이어폰이나 헤드폰을 사용하여 음악을 들으면 스피커를 통하여 음악을 들을 때 만들어지는 사운드 스테이지의 크기 혹은 악기의 정위감 그리고 음상이 제대로 만들어지지 않습니다. 즉 스피커를 사용하여 음악을 들을 때에는 청취자의 앞에 가상의 무대가 만들어지고 그 무대 위에 악기의 위치가 어느 정도 느껴지는데 반하여 이어폰이나 헤드폰을 사용하여 음악을 들을 때에는 그렇지 않다는 말입니다.

 

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출처: http://www.cims.nyu.edu/~tompson/cs_portfolio.html

스피커를 사용하여 음악을 들을 때에는 그림의 효과가 자연스럽게 발생합니다만
이어폰, 헤드폰에서는 그렇지 않습니다.

 

이러한 문제를 해결하려면 바이노럴 레코딩 방식을 사용하면 되긴 하지만 바이노럴 레코딩은 스피커로 음악을 듣는 사람에게는 적당한 레코딩 방식이 아닙니다. 게다가 기존의 수많은 음반들은 모두 스피커를 사용하여 음악을 들을 때를 기준으로 제작이 되어 왔기 때문에 호환성 측면에서도 그리 좋은 방식은 아닙니다.

 

때문에 이러한 부분을 해결할 수 있는 가장 적절한 방법은 D.S.P. 영역에서 신호처리를 하여 이어폰, 헤드폰에서도 사운드 스테이지를 느끼게끔 하는 방식이라고 생각을 합니다. 그리고 이러한 목적을 달성하기 위하여 (아직 쓸만한 음장효과가 없다는 점이 아쉽습니다만) 현재 여러 회사에서 수많은 음장효과를 개발하고 있습니다.

 

그리고 방향은 조금 다르지만 골든이어스에서 개발한 Accudio™와 같이 이어폰, 헤드폰의 음질을 향상시키기 위하여 신호처리를 하는 경우 이어폰, 헤드폰의 주파수 특성은 매우 좋아지지만 EQ에서 조정된 값만큼 dynamic range가 줄어들게 됩니다.

 

정리를 하면 사용자 영역 즉 플레이어의 신호처리 영역에서도 스튜디오와 마찬가지로 공간감이나 이어폰의 특성을 개선하려면 신호처리가 필수적인데, 16bit, 44.1kHz포맷에서 신호처리를 하면 최종 결과물이 가청임계치보다 낮은 수준으로 음질이 떨어지므로, 플레이어의 24bit, 192kHz 지원은 (가청 임계치가 기준이 되어도) 필요한 부분입니다.

 

 

 

[Smart phone에서의 HD Sound 지원]
그러면 안드로이드에서 HD Sound 재생을 지원하려면 어떻게 해야 할까요? PC에서는 24bit, 192kHz 파일의 재생을 지원하는 것이 일반적인 기술이지만 안드로이드 OS를 기반으로 하는기기에서 24bit, 192kHz 파일의 재생을 지원하려면 아래의 몇 가지 사항들이 지원되어야 하기 때문에 그리 쉬운 일이 아닙니다.

 

 

1. 안드로이드 OS 지원
기본적으로 안드로이드 OS Level에서 지원을 해야 합니다만 현재 가장 최신의 안드로이드 OS (4.3)도 24bit, 192kHz포맷을 지원하지 않습니다.

 

2. 사운드 코덱의 지원
스마트폰에 들어가는 사운드 코덱에서도 24bit, 192kHz지원을 해야 합니다. 이때 지원이라 함은 하드웨어 특성 및 소프트웨어적인 특성을 모두 지원하는 것을 의미합니다.

 

3. 플레이어의 파일포맷 지원
플레이어의 소프트웨어적인 부분에서 지원을 해야 합니다. 즉 디코더에서 24bit, 192kHz파일의 재생을 지원해야 하고 이를 위한 각종 쌤플링 주파수, 비트 특성 등에 관한 호환성 테스트를 통과해야 합니다.


 

 

이러한 몇 가지 사항 중 3번은 휴대폰 제조사에서 알아서 기획하고 제조를 하면 되지만 2번은 사운드 코덱 제조사와 긴밀히 작업을 해야 하고 1번은 구글과 함께 안드로이드 OS를 수정해야 합니다.

 

 

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Plan A: Android framework를 수정하는 방법

 

사실 2번 부분은 기존의 사운드 코덱 제조사에서도 이미 지원을 하고 있던 부분이긴 하지만 1번 안드로이드 OS에서 24bit, 192kHz재생을 지원하도록 만드는 것은 쉬운 일이 아닙니다. 왜냐하면 안드로이드 OS의 태생이 전화기이므로 음성관련 부분의 코드가 안드로이드 OS 전체의 약 1/3씩이나 차지하기 때문입니다.

 

 

참고.
현재 G2를 비롯한 LTE-A를 지원하는 스마트폰들의 사운드 코덱은 대부분 퀄컴사의 오디오 코덱이 동일하게 사용되고 있을 것으로 추정됩니다. 왜냐하면 그 당시 LTE-A를 지원하는 모뎀은 퀄컴밖에 없었고 퀄컴의 AP(스냅드래곤 800)는 오디오코덱과 통신을 할 때 I2S를 사용하여 통신을 하지 않기 때문입니다. 한 마디로 퀄컴은 앞선 모뎀 기술력을 통하여 퀄컴의 모뎀 + 퀄컴의 AP + 퀄컴의 오디오코덱을 구입하지 않으면 안 되게 만들어버렸습니다. 참 장사를 잘 하는(?) 회사입니다.


 

게다가 이렇게 엄청난 양의 안드로이드 코드를 휴대폰 제조사에서 수정하였다고 해도 구글에서 안드로이드 OS를 업데이트 해 버리면 그 많은 작업량이 모두 날아가게 됩니다. 때문에 이러한 방식으로는 개발을 하지 않았을 것으로 추정을 합니다. 

 

 

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Plan B: HAL Direct access 방법

 

위의 그림(Plan B)은 이번에 발표된 G2의 소프트웨어적인 구조 “예상도” 인데요, 아마도 이러한 방식으로 개발을 하지 않았을까 예상합니다. (안드로이드용 Accudio™ 개발을 위하여 만든 그림입니다.)

 

이러한 방식은 24bit, 192kHz의 하이파이 파일 재생 시만 안드로이드 OS를 거치지 않고 HAL 영역으로 직접 접근하는 방식으로, 제 생각에는 이러한 구조(PLAN B)가 안드로이드 OS를 활용한 가장 빠르고 효과적인 24bit, 192kHz 지원 방식인데요, 아마도 LG에서도 이러한 구조로 G2를 만들지 않았나 추정됩니다.

 

 

참고.
골든이어스에서 개발 완료한 안드로이드 OS에서 실행이 되는 Accudio™는 사용자들의 사용 편의성을 위하여 Accudio™ Effect를 시스템 전체적으로 적용되게 만들었습니다. 때문에 어떠한 음악재생 앱(벅스, 멜론, 네이버 뮤직, 파워앰프 …)을 실행하여도 어떠한 동영상 재생 앱(MX Player, Dice Player …)을 실행하여도 이어폰, 헤드폰의 성능을 최적화 시켜주는 음질향상 기술 Accudio™ Effect를 경험하실 수가 있습니다.

 

다만 소프트웨어의 구조를 이렇게 만들다 보니 안드로이드 OS의 구조를 조금 변경하였고 때문에 앱 설치 시에 root권한이 필요하여 안드로이드용 Accudio™의 판매는 폰 및 패드 제조사와 협의하여 폰 및 패드의 기본 기능으로 제공을 하려고 몇몇 업체와 협의 중입니다.

 

Accudio™의 세부 내용은 링크를 참조하시면 되고, 관련하여 스마트폰 및 패드 제조사에서 연락을 주시면 냉큼 데모를 해 드리겠습니다. ^___^ (TEL: 070-7556-5225)


 

아무튼 이러한 방식의 개발이 LG G2에서 성공 했다면 동일한(추정) 오디오코덱을 사용한 스마트폰 중에서는 가장 좋은 음질을 재생할 수 있게 됩니다.

 

그래서 이번 기획 기사에서는 미디어잇과 함께 최신 스마트폰 3종과 Astell & Kern의 AK120 이렇게 4가지 기종에 대한 음질비교 테스트를 해 보았습니다.

 

자세한 테스트 결과는 2부 게시물을 참조하시면 됩니다.

 


 

이 게시물과 연관된 게시물 (자동 검색 결과)
profile

[X1] 발짐

2013.09.04 15:20

우와! 안드로이드용 소프트웨어는 개발이 끝났으나 일반적인 다운로드 방식의 애플리케이션으로는 서비스가 불가능한 것이로군요.

너무너무 안타까운 일이네요. ㅠ,.ㅠ

2부에서 다루어질 측정편도 기대됩니다.

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토미™

2013.09.04 15:39

아큐디오를 폰의 기본 기능으로 넣으려고 합니다.

저도 잘 되었으면 좋겠네요. ^^

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[MX90]ZinC

2013.09.04 15:36
오오오 너무너무 기대됩니다
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터럭

2013.09.04 16:07

엌!!!... ㅋㅎ~ 설마... 기본 탑재라는게 신상 폰에만 해당되지는 않겠죠? 

OS 업글 버전에 포함시켜 주면 가능하다는 말씀이신거죠?

(잔뜩 기대중인 갤S3 사용자 백..)

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Ultraman당Michael7

2013.09.04 17:21
펌웨어 업글할때에 추가된다거나
새로운 기본 어플을 다운받는 어플(ex:스카이 스테이션)을 통해 다운받을수잇지 않을까 추측해봅니다
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토미™

2013.09.04 17:53

스마트폰 제조사에서 판매되기 전에 미리 설치하여 폰 자체의 기능으로 제공을 해 주어야 합니다. (통신사 앱 처럼요.) 업데이트시에 넣는 것도 가능하고요. 다만 제조사에서 그렇게 해 줄것인가가 문제...

 

삼성, LG, Pantech 등등의 회사에서 넣어주시길 기도해야죠 ... ㅎㅎㅎ

 

Accudio™가 들어가기만 하면 폰의 음질은 스마트폰 중 최고의 음질로 확실하게 테스트 해 드릴 수가 있는데요. ㅋㅋㅋ

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Ultraman당Michael7

2013.09.04 20:43
그렇게 해주어야죠!해줄겁니다 g2라면..lg라면...골귀덕분에 자기들 이어폰이 유명해졋는데 양심이?잇다면..?.?
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#17

2013.09.04 16:45

오.. 이런 좋은글이.. ㅎㅎ

틈틈히 천천히 읽어봐야겠네요

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[DT]깨루붐

2013.09.04 17:25
오.. 쨌든 기존 폰은 펌업 이후에 적용될 수 있겠군요^^ 나날이 발전하여라~라~ 간만에 스터디에도 글이뜨고 기사에도 글이 뜨고 좋습니다^-^
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coder

2013.09.04 19:23
G2는 갤4ltea보다는 측정치가 좀 떨어지더군요. 쥐투는 중급정도라고 보시면 됩니다.
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coder

2013.09.04 19:24
근데 usb otg를 이용해서 usb dac를 꽃는경우에도 이용이 가능하면 좋겟습니다.
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토미™

2013.09.04 19:43

사실 저도 그런 줄 알고 이번 테스트를 시작 했었습니다. ㅎㅎㅎ

(LG에서 휴대폰 대여를 잘 안 해 주셔서요... 공짜로 리뷰를 써 주겠다는데도.... T.T)

결과는 ..... 몇일 후에... ㅎㅎㅎ

 

사실관계는 확인하시고 말씀하시는 편이 더 좋을 것 같네요.  ^^

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coder

2013.09.04 20:57
뭐 갤4측정치는 일단 오디오측정장비로 했기때문에 정확하고, g2는 rmaa로 측정된결과로 봤기때문에 바뀔여지가 있을지도 모르겟네요
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토미™

2013.09.04 21:46

기대하세용. ^^

 

공정성을 위하여 제조사쪽으로도 테스트 전에 미리 연락하고, 오픈된 환경(엔지니어분들 참관 가능)에서 동일한 AP장비로 테스트 진행한 결과입니다. ~~~

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Ohdeok

2013.09.04 19:44

다음글이 기대가 많이 되는군요. @_@

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[Ety]아무거나

2013.09.04 22:26
우와...드디어 안드로이드도 accudio가 나왔군요.

삼성과도 손을 잡으신다면 전 정말 행복할 거에요.?!
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WhiteClover

2013.09.04 22:36
Plan B 방식이 혹시
DSPmanager 혹은 viper4android 와 같은 커스텀음장과 비슷한 방식인가요?
(system/lib/musicFX 라이브러리 기반)

보안과 관련하여 염려되는부분이 있어서 질문해봅니다. ㅎㅎ;;
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토미™

2013.09.05 09:12

제가 DSPmanager 혹은 viper4android 를 잘 몰라서 답변을 드릴 수가 없네요... T.T

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☆마카롱당thinBlue

2013.09.04 23:23
우옹?!
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Bolero

2013.09.05 07:26
지투에서 os자체가 아닌 해당 어플리케이션으로 hd를 듣게된다면.. 기존에 사용하던 음장 어플로는 이용을 못하는건가요?
그리고 기기에서 hd를 지원한다면 일반적인 음악을들을 때에도 음장효과를 적용했을 때의 가용 dB에 이득이 있다는 얘기인거죠...?
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토미™

2013.09.05 09:13

HD 구현과 음장효과와는 별개의 문제입니다. 소프트웨어적으로 어떻게 처리하느냐에 따라서 달라지거든요.어떻게 구현을 했는지는 저도 모르겠네요. (제가 만든게 아니에용 ^^) 이 부분은 LG쪽으로 문의 해 보세용~~~

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진성앤빠

2013.09.05 09:06

G2가 음감시 화노가 꽤 있다는 소리를 들었는데, 실청감시 화노 존재 여부 같은 것도 리뷰해주셨으면 좋을 것 같습니다.

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키작은꼬마야

2013.09.05 09:59

...안드로이드여 부활하라!!!!라는 말이 떠올라용 ㅎㅎ

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티레노올

2013.09.05 23:47

고해상도 포맷을 지원한다는 거와 고음질로 판명나는 것과는 완전 연동 관계는 아니지 않을 까요. ?


같은 16bit 44k dac 를 가지고 있다고 간주되어도 가지고 있어도 테스트결과는 천차 만별인데 .. 

물론 24..192 dac 이 스맛폰에 흔하지 않는 상황에서 들어가면 좀 좋은 품질의 dac 일수도 있을 것 같은데

최근 LG폰 측정결과 몇개 봐본 결과로는 그냥 24bit 지원.. 측정데이터는 24 bit 아니라 할수는 없다.. ?.. 정도일것 같네요.

하지----만----- 말씀하시는 걸로 봐서는 좋게 나온 것 같은데.. ^^ 아닌가요.


암튼 G2가 HD 지원을 .. 첨알았고 재밌네요. 담글 기대 중.. :)


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데자

2013.09.07 18:14

루트권한이 필요하다는건 루팅이 필요하다는 소리인가요?


어쨌든 2부 기다리고 있습니다 ^^

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골귀

2013.09.15 16:16
G2가 최초로 HD sound 재생가능한 스마트폰이라는건 수정 부탁드려요.. 이전에도 24bit 192kHz 가능으로 출시된게 몇개 있거든요..
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라온미르

2013.10.22 13:33

기본 기능으로 넣는 일이 잘 안 풀린다면 어플로 올려주셔도 루팅해서 쓰겠습니다~ 

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미르야날자

2014.06.18 12:45

좋은 소식 잘보고 갑니다. 2부도 읽어야겠어요 ^^

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MobiFren GBH-S851 Edirtor's Review file

  • 등록일: 2016-07-20

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