Artifact, 부작용

음향학 및 오디오 처리 분야에서 artifact는 압축, 샘플링, 이퀄라이징 등의 디지털·아날로그 처리 과정에서 생기는 비자연적 소리 현상을 가리킵니다. 예를 들어 MP3 압축 시 발생하는 'pumping'이나 'smearing' 같은 청각 왜곡, 또는 리버브레이션(reverberation) 처리의 과도한 꼬리 효과가 이에 해당합니다. 이는 원음이 아닌 인위적 프로세스의 결과물로, 고품질 음원에서 청취를 방해하는 부작용입니다.

Artifact의 기본 의미는 라틴어 'arte factum'(손으로 만들어진 것)이라는 어원에서 비롯된 인공적 산물 개념의 확장입니다. 다른 뜻으로는 고고학적 '유물'(인공물)로, 인간 손에 의해 만들어진 것을 뜻합니다. 음향학에서는 이 '인공적 생성물'이 부정적 맥락으로 전환되어 처리 오류를 지칭하게 됐습니다. 예: “Compression artifacts ruined the mix”(압축 부작용이 믹스를 망쳤다).

• 압축 아티팩트 (Compression Artifacts): 오디오 파일을 압축할 때 발생할 수 있습니다. 특히 손실 압축(Lossy compression)에서 이 아티팩트가 두드러지며, 예를 들어 MP3 파일에서 고음역이 왜곡되거나 디지털 노이즈가 생기는 경우입니다. 압축률이 높을수록 아티팩트가 더 뚜렷해집니다.
• 디지털 왜곡 (Digital Distortion): 아날로그 오디오 신호를 디지털로 변환할 때 샘플링과 양자화 과정에서 오류가 발생할 수 있습니다. 이로 인해 소리의 왜곡이나 노이즈가 생길 수 있습니다. 특히 낮은 비트 깊이나 샘플링 레이트에서 더욱 두드러집니다.
• 양자화 잡음 (Quantization Noise): 아날로그 신호를 디지털로 변환할 때 신호를 샘플링하여 값을 정수로 근사시키는 과정에서 발생하는 잡음입니다. 이는 고음역에서 더 잘 들리며, 저비트 레이트에서 아티팩트로 나타날 수 있습니다.
• 에일리어싱 (Aliasing): 디지털 샘플링에서 발생하는 문제로, 샘플링 주파수가 원본 신호의 두 배보다 낮을 경우 발생합니다. 이로 인해 원래 신호에 없는 주파수 성분이 잘못 생성되어 왜곡된 소리가 들리게 됩니다.

타임스트레치는 오디오의 속도를 변경할 때 사용되는 기술입니다. 예를 들어, 트랙을 더 길게 만들거나 빠르게 만드는 작업에서 발생할 수 있습니다. 그러나 타임스트레치 과정에서 특정 아티팩트가 발생할 수 있습니다.

• 워블(Wobble): 오디오의 텍스처나 주파수에서 미세한 흔들림이 생기는 현상입니다. 특히, 타임스트레치를 많이 할 때 이런 아티펙트가 발생할 수 있습니다. 이는 원래의 소리의 주기적인 특성이나 패턴을 왜곡시켜서 소리가 자연스럽지 않게 들릴 수 있습니다.
• 글리치(Glitch): 타임스트레치된 오디오의 특정 구간에서 불연속적인 소리나 갑작스러운 변화가 발생하는 아티팩트입니다. 주로 지나치게 많은 스트레치나 압축이 적용된 경우에 나타납니다.
• 리버브 손상(Reverb degradation): 타임스트레치로 인해 리버브 효과가 왜곡될 수 있습니다. 리버브가 너무 길거나 짧아지며, 원래의 공간감을 잃게 될 수 있습니다.

피치 쉬프팅은 오디오의 피치를 높이거나 낮추는 기술로, 이 과정에서도 아티팩트가 발생할 수 있습니다.

• 폴리포닉 왜곡(Polyphonic Distortion): 피치를 조정할 때, 특히 멀티트랙이나 다채로운 오디오에서 각 음들의 조합이 왜곡되는 현상입니다. 피치 쉬프팅을 적용할 때 각 음들이 독립적으로 처리되지 않으면 전체적인 소리가 부자연스럽게 변할 수 있습니다.
• 포밍(Formant) 왜곡: 피치 조정이 음성이나 악기와 같은 복잡한 소리에 적용될 때, 음성의 톤이나 캐릭터를 유지하기 어려울 수 있습니다. 이는 피치가 조정된 후에도 목소리나 악기의 성격이 왜곡되어 이상한 소리가 나게 됩니다. 예를 들어, 사람이 너무 높은 피치로 피치 쉬프팅 되면, 목소리가 “헐떡거리는” 것처럼 들릴 수 있습니다.
• 음성 왜곡 (Voice Distortion): 인간의 목소리나 악기 소리에서 피치를 크게 변화시키면, 원래의 발음이나 악기의 자연스러운 음색을 손상시킬 수 있습니다. 특히 고음역이나 저음역에서 더 뚜렷한 아티팩트가 발생할 수 있습니다.

타임스트레치와 피치 조정을 결합하여 사용할 때도 아티팩트가 발생할 수 있습니다. 예를 들어, 피치를 높이면서 시간을 늘리거나, 시간을 줄이면서 피치를 낮추는 경우, 두 과정이 상호 작용하여 더욱 복잡한 왜곡을 유발할 수 있습니다. 이때 발생하는 아티팩트는 다음과 같습니다:

• 배경 잡음 (Background Noise): 타임스트레칭과 피치 쉬프팅을 동시에 적용하면, 신호가 왜곡되면서 불필요한 배경 잡음이나 리듬 왜곡이 발생할 수 있습니다.
• 소리의 “갈라짐” (Cracking or Splitting): 이 아티팩트는 텍스처나 음질이 심하게 손상되었을 때 발생합니다. 원래의 오디오 신호가 갈라지거나 이상하게 들리는 현상입니다.

타임스트레치와 피치 쉬프팅 아티팩트는 대부분의 오디오 편집 프로그램에서 고급 알고리즘을 사용하여 최소화하려고 시도하지만, 여전히 과도한 변형을 가할 경우 원치 않는 아티팩트가 나타날 수 있습니다. 이를 피하기 위해서는 적절한 파라미터 설정과 변형 범위의 제어가 중요합니다.