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시그널 미터

시그널 미터(Signal Meter)는 오디오 신호의 특성을 측정하고 표시하는 장비 또는 소프트웨어 도구입니다.

Signal meter

A Signal Meter is a device or software tool that measures and displays the characteristics of an audio signal.

VU 미터

Volume Unit meter


ANSI1)에서 만든 표준 측정 미터

바늘의 움직임은 사람의 듣는 감각과 유사하도록 사람의 귀의 반응 속도에 비슷하게 300ms 동안의 평균값을 RMS로 보여주도록 되어 있다. VU 미터 마다 편차가 어느 정도 존재할 수 있다. 기준이 되는 300ms는 수많은 청취자들을 통해 임상 실험으로 정한 값이다.

0VU라인 레벨로는 +4dBu에 해당한다.

피크 미터신호 파형을 그대로 재빠르게 보여주는 반면 VU 미터는 300ms 동안의 평균값을 보여주기 때문에 바늘이 느리게 움직이게 되고 실제 피크를 볼 수는 없지만, 소리 크기를 사람이 듣는 것과 비슷하게 보여 줄 수 있다.2)

특히, VU 미터는 각종 기기들의 캘리브레이션에 사용되고, 녹음할 때에 VU 미터를 사용하여 0VU에 맞춰 녹음한다.

PPM

Peak Program Meter

이름에서 알 수 있듯이 신호Peak 값을 보기 위한 미터.

아날로그 콘솔 에서 VU 미터dBu(RMS) 미터는 기본으로 장착하기 쉽지만, Peak 값을 볼 수 있는 미터는 따로 옵션 장착을 해야 하는 경우가 많았다.

대부분의 DAW들의 기본 미터는 Sample peak program 미터로 이것도 Peak 미터이다.3)

Peak program meter

피크 프로그램 미터 (Peak Program Meter) 또는 PPM은 훨씬 더 정교한 디자인이며 1932 년에 개발이 시작된 VU보다 이전 버전입니다. 현재 우리가 알고 있는 미터는 1938 년에 나타납니다. 이름에도 불구하고 PPM은 실제 피크를 나타내지 않습니다. 신호 전압. 초기 장치는 10ms 통합 시간 (Type II 미터)을 사용했지만 이후 장치는 통합 시간을 4ms (Type I 미터)로 줄였습니다. 이러한 짧은 통합 시간은 특히 가장 빠른 과도 피크를 무시하기 위해 선택되었으며, 그 결과 PPM은 종종 실제 피크 미터와 구별하기 위해 'Quasi Peak'미터라고 합니다. 일반적으로 매우 짧은 과도 신호는 약 4dB까지 읽히지 않습니다. 짧은 과도 현상을 무시하는 이유는 운영자가 그렇지 않은 경우보다 약간 더 높은 수준을 설정하도록 장려하기 위함이었습니다.4)

DIN

Nordic

British

EBU

Digital

  • IEC 60268-10 Type I, DIN scale
  • IEC 60268-10 Type I, Nordic scale
  • IEC 60268-10 Type IIa, British scale
  • IEC 60268-10 Type IIb, EBU scale
  • IEC 60268-18, Digital scale

Quasi PPM

DIN
DIN

Nordic
Nordic

VU 미터 처럼 생긴 PPM 미터는 Quasi PPM (QPPM) 이라고 한다. RMS 동작을 하다가 신호Peak 가 지속되는 시간이 해당 RMS 의 평균값 시간을 벗어나게 되면 Peak 를 표시한다. 주로 레코딩이나 방송 용도의 믹싱 콘솔마스터 미터(라우드니스 확인)로 사용했다.

EBU
EBU

British
British

다양한 방식의 PPM 표기가 있는 이유는 각 나라별, 기관별 소리 크기 기준이 달랐었기 때문이다. 지금은 대부분 LUFS 미터를 사용한다.

  • IEC 60268-10 Type I, DIN scale
  • IEC 60268-10 Type I, Nordic scale
  • IEC 60268-10 Type IIa, British scale
  • IEC 60268-10 Type IIb, EBU scale
  • IEC 60268-18, Digital scale

Correlation 미터

상관관계 미터, Co-relation meter

스테레오 음원의 왼쪽 채널과 오른쪽 채널간의 상관관계를 보여주는 미터이다.
같은 소리는 1, 완벽히 다른 소리는 0, 위상이 반대인 같은 소리는 -1 로 표기 되기 때문에, 스테레오 위상 관계를 파악하기 용이하다.

LUFS 미터

EBU R128에 따라 소리 크기, 소리의 범위 및 True-peak를 표기 하도록 만들어진 미터.

LUFS5)와 LKFS6)는 같다고 보면 된다. 원래 명칭은 LKFS였으나, LUFS로 바꿔서 부르도록 권장하고 있다고 한다.

사람이 청감상 인지하는 소리 크기, 즉 라우드니스를 수치로 현실화하기 위해서 K-weighted 가중치를 고려한 필터를 사용하고, RMS 값을 측정하여 dBFS로 결과를 내어서, 단위는 LUFS(절대값), 또는 LU(상대값, ex) 0LU=-23LUFS)로 표기한다.

Integrated Loudness

전체 곡의 시작부터 끝까지 소리 크기의 평균을 계산한 값을 LUFS 로 표기한다.

LUFS(Loudness Unit, referenced to Full Scale).

재생 구간에 따라 값이 다르게 나올 수 있다. 예를 들어 곡의 클라이맥스 구간만 측정하면 매우 크게 나오게 된다. 게이트 알고리즘이 포함되어 있기 때문에 무음 구간은 측정하지 않고 패스한다. EBU R128에서는 라우드니스를 -23LUFS(허용 오차7) : ±1LU)로 맞출 것을 권고한다.

Short-Term Loudness

3초 동안의 소리의 크기를 매 1초마다 표기한다. 최고 값이 왼쪽에 작게 표기된다.

Momentary Loudness

400ms(0.4초)의 오디오 범위에서 100ms마다 측정되는 모든 순간적인 음량 값의 최대 값.8)

Loudness Range

Loudness range는 곡 전체에 대한 다이나믹 레인지LU로 표기한다. 가장 큰 부분과 가장 조용한 부분 사이의 차이를 표시.

음량이 가장 조용한 부분 상위 10%와 가장 큰 부분의 상위 5%는 최종 분석에서 제외한다. 계산 된 Loudness Range는 가장 큰 오디오 구간과 가장 조용한 나머지 오디오 구간의 비율이다.9)

True-peak

디지털에서는 샘플 데이터가 Peak 값 이하라고 하더라도, 파형 자체는 Peak를 충분히 넘을 수가 있고, 이것이 D/A 컨버터를 거쳐 아날로그 파형으로 재생된다면, Peak 값을 넘는 신호가 발생된다. 미터로는 Peak가 아니지만 들리는 소리Peak로 인한 클리핑이 발생하는 모순이 생긴다. 따라서 샘플 데이터의 Peak 값을 기반으로 실제 아날로그 파형으로 변할 때의 True-peak 값을 유추 해내서 표기하는 것을 True-peak라고 하고, 단위는 dBTP를 사용한다.

이에 따라서 True-peakITU-R BS.1770에 따라 측정된 연속 시간 영역에서 신호 파형의 최대 절대 레벨이다. 단위는 dBTP로 공칭 100%, 실제 피크에 대한 데시벨을 의미한다.


이름과 단위

EBU R128은 다음과 같은 명명 규칙 및 단위 규칙을 제안한다.

기준 레벨과 관련된 값인 Loudness Unit(1LU 는 1dB)과 같은 상대 측정 값이다.

  • LU : 상대값
  • LUFS : 절대값
  • 1LU = 1dB레벨 증감과 동일

EBU에서는 -23LUFS를 0LU로 표기 하는 것을 권장한다.

LUFS reference

음원스트리밍으로 재생하는 플랫폼에서는 해당 스트리밍 플랫폼의 사용자가 스트리밍 이용할 때에 계속 곡마다 다른 볼륨으로 재생되면 볼륨을 계속 오르락 내리락 조절해야 하는 문제가 발생한다. 그래서, 각자의 표준 음량을 정해서 모든 음원을 해당 음량 값으로 재조정하여 스트리밍하는 기술을 적용한다.10)

이것을 오해하여 각 스트리밍 플랫폼에 맞도록 각기 다른 라우드니스마스터링해야 한다는 잘못된 인식이 있기도 하다.11)

마스터링 라우드니스는 클라이언트가 생각하는 목표하는 라우드니스마스터링하면 됩니다. 라우드니스가 큰 음원음원 플랫폼에서 자체 라우드니스 기준에 맞게 낮춰 재생합니다.

그렇기 때문에, 각 플랫폼라우드니스에 맞춘 여러가지 마스터링본을 만들 필요는 없다.

이러한 기술스트리밍 플레이어 앱이나 소프트웨어에서 Loudness Normalization 기능을 켜거나 끌 수 도 있다.

주요 플랫폼별 reference

LUFS 값중에서 기준값으로 사용되는 값은 Integrated(Program) LUFS 입니다.
예시) 이 곡은 -10LUFS 입니다.(전체 구간 재생에 대한 Integrated LUFS 값이 -10LUFS 라는 뜻.)

Platform 레퍼런스 레벨(LUFS) 레퍼런스 레벨(LU) 비고
EBU R12812) -23LUFS 0LU ±1LU13)
대한민국14) -24LUFS -1LU ±2LU15)
Itunes -16LUFS 7LU
Tidal -14LUFS 9LU
Spotify -14LUFS 9LU
YouTube -14LUFS 9LU

2020-9-06 기준

국내 업체별 LUFS reference

아직 특별한 업체별 기준 없음.

변동사항 제보바람.


대표적인 LUFS 미터들

플러그인, 외장 하드웨어 등으로 수많은 LUFS 미터가 시중에 나와있다. 그 중에서 대표적인 것 몇 가지만 소개 한다. Cubase Pro 에 내장되어있는 Supervision에도 LUFS 미터가 내장되어 있다.


IZOTOPE INSIGHT


TC Electronic LMn 시리즈


Waves WLM meter

RMS 미터

신호RMS 값을 보여주는 미터이다. VU 미터의 범위는 -20VU ~ +3VU 까지 보여주는 반면 RMS 미터는 -60dB, -40dB ~ +18dB 정도로 폭넓게 신호값을 보여줄 수 있다.

보통 RMS 미터가 달려있는 장비의 노미널 레벨을 0dB로 표기하는 경향16)이 있기 때문에 0dB가 지시하는 실제 신호 값이 장비마다 다를 수 있다.

예를 들면, Mackie 믹서의 경우에는 “RMS 미터의 0dB=+4dBu를 표기 함”의 식으로 매뉴얼에 적혀있다. 이 경우 0dB 지점이 0VU에 해당하고 +4dBu 값을 나타낸다.

Mackie 믹서의 매뉴얼의 RMS 미터 내용

RTA

RealTime Analyzer

RTA(Real-Time Analyzer)는 오디오 또는 음향 신호주파수 응답을 실시간으로 분석하는 장비나 소프트웨어를 나타냅니다. RTA는 주로 오디오 시스템의 동적인 주파수 특성을 시각적으로 표현하고 모니터링하는 데 사용되며, 음향 엔지니어링, 오디오 시스템 튜닝, 음악 제작 등 다양한 응용 분야에서 활용됩니다.

RTA

An RTA (Real-Time Analyzer) refers to equipment or software that analyzes the frequency response of audio or sound signals in real-time. Primarily used to visually represent and monitor the dynamic frequency characteristics of audio systems, RTAs find applications in various fields such as audio engineering, audio system tuning, music production, and more.

SPL 미터

SLM, SPL Meter, Sound Level Meter, 사운드 레벨 미터

실제로 들리는 소리의 크기를 측정하는 기기. 시중에 보급되는 SPL 미터의 품질 관리를 위해서 Class-1 과 Class-2의 기준을 제시하고 있고 제품들은 이 기준에 따라 만들어진다. 사실, 이런 Class 기준은 최근에는 스마트폰의 앱으로도 충분히 비슷한 성능으로 동작하기 때문에 스마트폰 앱 형태의 Sound level meter로도 충분히 좋다.17)

측정된 소리의 크기는 dBSPL 단위로 표기된다.

Class 1 Class 2
측정 범위20Hz~12,500Hz31.5Hz~8,500Hz
마이크 캡슐1/2“, 1” 콘덴서 캡슐다이내믹, 콘덴서
오차 허용률±0.7dB±1.5dB
눈금 오차±0.2dB±0.3dB

스마트폰 APP

NIOSH Sound Level Meter

아이폰용 SPL 미터

NIOSH 음향 연구실의 잔향실에서 표준에 따라 테스트 및 검증(정확도 ± 2dBA)

https://apps.apple.com/us/app/niosh-sound-level-meter/id1096545820

아이폰 어플이지만 아이폰의 입력 마이크로도 A-weighted 대역은 문제 없이 받을 수 있기 때문에 dBSPL(A) 값은 비교적 일반 SPL 미터와 비교해도 꽤 정확한 편이다.

아이폰의 내장 마이크에 대해서 NIOSH 연구소에서 테스트 및 검증되어 나왔기 때문에 신뢰도는 상당히 높은 편이라고 볼 수 있다.

Reference

1)
미국 국립 표준 협회(American National Standards Institute, ANSI) 미국의 산업 표준을 제정하는 민간단체이며, 국제 표준화 기구 ISO에 가입되어 있다.
2)
개발자들이 소리가 들리는 것과 유사한 평균값 시간을 찾다가 300ms에서 가장 들리는 소리 크기와 바늘의 움직임이 유사하다고 생각하여 결정한 값이 바로 300ms이다.
3)
좋은 세상!
5)
Loudness units relative to full scale
6)
Loudness, K-weighted, relative to full scale
7)
Tolerance
8)
음악에서 가장 소리가 큰 부분에 대한 정보
9)
제외된 부분은 미반영
10)
이와 비슷한 개념으로 앨범 단위의 마스터링에서는 한 음반을 들을 때 청취자가 볼륨을 조절하면서 들을 필요 없도록 모든 곡별 볼륨 및 라우드니스를 적절하게 조절하는 과정이 마스터링에 포함된다.
11)
일단 디스트리뷰터는 하나의 라우드니스마스터링 본만 받는다. 여러 플랫폼에 해당하는 각각의 마스터링 본을 받지 않는다.
13) , 15)
허용
16)
VU 미터가 달려있는 장비도 이와 같다.
17)

오히려 아주 오래전에 만들어진 구형 Radioshack 미터들의 경우에는 스마트폰 앱 보다 성능이 크게 떨어질 수 있다.
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음향/meter/meter.txt · 마지막으로 수정됨: 2024/03/28 저자 127.0.0.1