[음향]등청감곡선(Equal Loudness Countour) 대해

보틍 음향에서 말하는 음이라는 것은 사람을 기준으로 봅니다.

돌고래나 박쥐 같이 쏘는 초음파처럼 인간이 들을수 없는 소리들은 예외로 두는 것입니다.

인간이 느낄수 있는 가장 작은 소리를 0dBSPL인 최소 가청한계로 두고

가장 큰 소리를 120dBSPL인 최대 가청한계라고 합니다.

120 dBSPL이 넘어가면 고막이 파열될수도 있습니다.

이 부분을 Threshold of Pain으로 보는데, 아무리 0dBSPL과 120dBSPL 사이에 있다고 하더라도

앞에서 말했듯 초음파처럼 높은 소리나 너무 낮은 소리 또한 들을수 없습니다.

즉 음압에서의 가청한계점이 있는것처럼 음의 높낮이에도 가청주파수 대역이 존재하는것입니다.

(가청주파수 사람이들을수있는 영역 20Hz ~ 20kHz)

여기서 중요한 포인트가 발생합니다.

바로 사람은 같은 음압이라도 주파수에 따라 느끼는 크키가 다르다는것입니다.

높은 음은 작은 볼륨이어도 잘 들리고 낮은 음은 큰소리여도 잘 안들립니다.

인간의 청각에 기반하여 등청감곡선(Equal Loudness Countour)이 생기게 됐습니다.

 

사람의 귀는 모든 주파수의 소리를 동일한 세기로 듣지 못합니다.

이는 우리의 귀는 어떤 주파수에 대해서는 아주 민감하지만 반대로 어떤 주파수에 대해서는 민감하지 않음을 의미합니다.

1930년대 미국 벨 연구소의 Fletcher와 Munson은 이에 관해서 의문을 가지고 

전체 오디오범위에 대해서 귀에 민감 혹은 민감하지 못한 주파수 특성을 연구,도표화 하였는데 이것이 바로

Fletcher - Musnon curves로서 각자 이름의 첫글자를 따서 FM - curves라 흔히 언급하기도 합니다.

 

이 곡선은 이후 여러 연구자들에 의해 동일하게 느껴지는 순수한 톤의 음압레벨(SPL)을 나타내는 일련의

곡선 커브로 보완되었습니다. ISO 226 등청감곡선(Equal Loudness Countour)으로 발전하게 되었으며

인간 청각계의 기본적인 특징을 표현합니다. 이는 심리 음향 분야에서 중요한 부분을 차지합니다.

 

다른 주관적 현상과 마찬가지로 사람마다 듣고 느끼는 라우드니스(주관적인 소리의 크기를 나타내는 청각인지 특성)차이가 있습니다.

하지만 나이와 청력손실이 없는 제한된 그룹에서는 이러한 라우드니스를 나타낼 수 있는 주요한 경향이 보여집니다.

 

음압레벨에 따라 변하는 청각 변화를 주파수별로 나타내는 곡이

바로  등청감곡선(Equal Loudness Countour) 입니다.

등청감곡선은 심리적인 변수인 음량의 단위로

'음향 데시벨(Decibel loudness Level)'을 사용하며 기호로 'dBLL' 로 표시하는데

물리적인 변수인 강도를 나타내는 데시벨을 가리큰 것이 보통이지만 dBLL과 구분을 짖기 위하여

'강도 수준 데시벨(dBIL : Decibel Intensity level)'로 표시합니다.

dBLL은 번거로움을 피하기 위하여 dBLL 대신 '폰(Phone)' 새로운 단위를 사용합니다.

 

Phon은 1kHz 기준 톤으로 10dB SPL씩 증가하고 있으며, 기준 톤인

1kHz의 음압에 대해서 느끼는 소리의 세기와 동일한 느낌을 주는 

다른 주파수에서의 음압을 추적해 도표로 보여주고 있습니다.

 

1kHz 기준으로 40phon = 40 dBSPL으로 동일한 크기의 소리를 듣기위해서는

60 Hz에서 60dB SPL의 음압으로 재생해야하지만 우리의 귀에 40 phon 으로 들리게 됩니다.

10 phon 에서 120 phon으로 높아질 수록 그래프의 양쪽 끝부분의 경사가 완만해져서 우리의 귀는

소라가 클수록 저음역대와 고음역대의 소리가 민감해집니다.

반대로 낮아 질수록 주음역대가 잘드리게 됩니다.