초창기 방송국의 FM 무선 전파 방송의 다이나믹 레인지의 한계 때문에 송출가능한 음량의 헤드룸이 8dB 정도 밖에 안되었기 때문에, 방송 송출 직전에 이 헤드룸 사이즈에 맞춰서 소리의 다이나믹 레인지를 줄이기 위해서 개발되었다. 즉 소리의 Peak와 RMS의 차이인 크레스트 팩터를 줄이기 위해서 만들어졌다.

컴프레서는 일정한 Threshold를 넘는 소리를 일정한 비율(Ratio)로 줄임(Compression)으로써 Peak를 줄이고 상대적으로 RMS를 높여서(Make up gain) 소리의 크레스트 팩터를 줄인다. 이에 따른 부가 적인 효과로는 소리의 Peak에 비해 RMS가 커지므로 라우드니스가 더 커진 것처럼 들리게 된다.

최근에는 반응이 빠른 트랜지스터나, IC Op-amp를 이용한 정교한 어택 릴리즈 컨트롤이 가능한 피드 포워드 방식의 VCA 컴프레서들을 이용해서 소리의 어택감을 조절하는 트랜지언트 쉐이퍼로도 사용하게 되었다.

In the early days of FM wireless radio broadcasting, due to the limitations of dynamic range, the headroom for broadcast volume was limited to about 8dB. To accommodate this headroom size just before broadcasting, compressors were developed to reduce the dynamic range of the sound, which is the difference between the Peak and RMS of the audio, effectively reducing the crest factor.

Compressors work by reducing sounds that exceed a certain threshold by a certain ratio, thereby compressing the audio. This reduces the Peaks and relatively increases the RMS, achieved by applying makeup gain. As a result, the crest factor of the sound is reduced. An additional effect of this process is that the sound appears louder, especially since the RMS becomes relatively larger compared to the Peak. Compressors that primarily function in this manner are often referred to as levelers.

Later on, with the advent of faster-reacting transistors and more advanced control over attack and release settings using feedback-style compressors, compressors began to be used as transient shapers to adjust the perceived attack of the sound.

임계값

입력되는 소리가 Threshold를 넘어서게 되면 Ratio로 설정한 비율대로 소리를 줄이게 되며, 이것을 Gain reduction이라고 한다.

비율.

Threshold를 넘는 소리에 대하여, 원래의 소리에 비해 얼마 만큼의 비율로 레벨을 줄일 것 인가를 설정한다.

Attack time, Release time

• Attack time: 입력된 소리가 Threshold를 넘어서 컴프레서 작동이 걸렸을 때, Ratio에서 설정한 비율 만큼 Gain reduction되는 대까지 걸리는 시간
• Release time: 입력된 소리가 Threshold를 벗어나서 컴프레서 작동이 풀렸을 때, 다시 원래 소리 크기로 돌아오는 대까지 걸리는 시간

보상.

Gain reducion되면 전체 레벨이 줄어들게 된다. 이것을 다시 출력 레벨을 조정하여 보상하게 된다.

결과적으로 컴프레서를 통해 Make up Gain까지 처리한 소리는 라우드니스, RMS 증가 효과를 얻는다.¹⁾

• Hard knee의 경우에는 소리가 Threshold를 넘어야 레벨의 감쇄(Compression)가 시작되고,
• Soft knee의 경우에는 소리가 Threshold를 넘기 전부터 레벨의 감쇄(Compression)가 시작되어 Threshold를 넘어서야 정해진 Ratio로 작동하게 된다.

다른 입력(key input)을 따로 받아서 그 소스의 Peak 나 RMS를 검출하여 본래 컴프레서를 적용하는 소스에다가 적용하는 방식.

사이드 체인 인풋이 없고 사이드 체인 필터만 있는 방식인 경우에는 보통 해당 소스에 하이패스 필터(HPF)를 통해서 저음을 제외한 고음역대만 Peak/RMS를 측정해서, 오리지널 소스에 적용하는 방식이다. 주로 컴프레서를 하게 되면 저역대에 더 크게 영향을 받아서 과도하게 저역대가 사라지는 현상을 방지하기 위해서 사용한다. 고역대의 Peak/RMS만 측정해서 오리지널 소스에 적용하므로 저역대에 대해서는 컴프레서가 덜 동작하게 된다.

라디오 DJ 들이 음악을 틀면서 말을 할 때, 사이드 체인 인풋을 자신의 목소리로 셋업하고, 컴프레서를 적용하는 소스를 음악으로 지정하여, 말을 할 때마다 음악이 감쇄 되도록 하는 효과. 오리가 물속으로 잠수하는 것을 말하는 Ducking에서 유래하였다.

입력 신호의 레벨을 검출하는 방식

• Peak detector: 입력되는 오디오 신호의 Peak를 검출 한다.
• RMS detector: 입력되는 오디오 신호의 RMS를 검출 한다.

일반적으로 아날로그 회로에서 신호의 Peak 성분을 검출하기는 기술 상 매우 어렵기 때문에, 많은 빈티지 컴프레서들은 대부분 RMS detector 방식인 경우가 많다. 하지만 많은 모던 컴프레서들의 경우에는 Peak detecting이 가능하다.

사실 사람의 귀는 소리를 RMS와 유사한 방식으로 인지 하기 때문에, 그에 비슷한 검출 방식²⁾을 컴프레서가 가지는 것이 레벨러 특성³⁾의 컴프레서에 적합하다. 하지만, 소리의 트랜지언트를 다루어야 하는 트랜지언트 쉐이퍼⁴⁾로 컴프레서를 사용하는 경우에는, 정확한 Peak에 대한 프로세싱을 하기 위해서는 Peak detector 또한 필요하게 된다.

• 피드백 방식 : 컴프레서가 작동하고 나서 소스를 검증하는 방식으로 소스에 대해서 어택과 릴리즈에 대해 정밀한 컨트롤이 불가능하고 반응이 느리다. 그래서 음악적이라고 말하기도 한다.⁵⁾

• 피드 포워드 방식: 컴프레서가 작동하기 전에 센서가 소스를 검증하는 방식으로 소스에 대해 어택과 릴리즈에 대한 정교한 컨트롤이 가능. dbx160, SSL 채널 컴프레서 등 주로 모던 컴프레서들의 방식

어떤 컴프레서들에는 믹스(Wet/Dry) 기능이 있어서, 컴프레서가 걸린 오디오 신호와 컴프레서가 걸리지 않은 원음의 신호를 일정 비율로 섞을 수 있다. 패럴럴 컴프레싱을 위한 기능.

컴프레서의 기원이 카세트 테이프의 제한된 다이나믹 레인지 안에서 모든 다이내믹을 잘 표현하기 위해서, 다이나믹 레인지를 압축(Compressor)하여 소리를 기록하고, 다시 다이나믹 레인지를 확장(Expander)하여 소리를 재생한다는 내용은, dbx사에 의해 1971년에 개발된 dbx 노이즈 리덕션 기술(Compressor + Expander = Compander)의 내용인데, 이것은 컴프레서의 기원이 아니다. 컴프레서는 카세트 테이프가 사용되기 훨씬 전부터 이미 사용되고 있었다. 그러므로 컴프레서가 카세트 테이프에 사용하기 위해 사용했다는 기술, 또는 테이프에 기록할 때 압축하여 기록하기 위해 사용되던 기술이 시초라는 내용은 잘못된 내용이다.

dbx의 이 기술은 보통 카세트 테이프에 많이 쓰이던 기술이다. 릴 테이프의 경우에는 다이나믹 레인지가 높기 때문에 이러한 기술을 사용하지 않았으며, 세미 프로 릴 테이프 머신의 경우(Tascam의 소형 릴 테입이나 Nagra)에는 dbx noise reduction, 또는 유사한 기술이 들어간 제품들이 소수 있었다.

https://theproaudiofiles.com/video/a-brief-history-compression-explained/

— retronica 2019/01/06 12:59