KR101637444B1 - 음질지수 제작 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음질지수 제작방법에 관한 것이다. 본 발명은, 냉장고의 운전시 발생되는 소음의 특성을 분석하여 소음 인자들을 결정하고 그 소음 인자들을 조합하여 수많은 음원을 제작하며 그 수많은 음원을 주관적 평가하여 상관성 함수를 도출하고 그 상관성 함수를 이용하여 냉장고 음질지수를 결정함으로써, 냉장고의 소음 특성을 정확하게 반영할 수 있는 음질지수를 개발할 수 있고 이를 통해 냉장고 소음에 대한 신뢰성 높은 음질지수를 제공하여 냉장고 소음을 실질적으로 저감할 수 있는 기반을 제공할 수 있다.

냉장고 소음, 음질지수, 소음 인자

Description

음질지수 제작 방법{CALCULATION MATHOD FOR SOUND QUALITY INDEX}

본 발명은 음질지수 제작 방법에 관한 것으로, 특히 냉장고의 작동시 발생되는 냉장고 소음에 대한 소음 특성을 정확하게 반영할 수 있는 음질지수를 개발하고자 하는 음질지수 제작 방법에 관한 것이다.

최근 들어 생활 수준이 향상됨에 따라 쾌적하고 아늑한 공간에서 생활하고자 하는 소비자의 욕구가 증가하고 있다. 이에 따라 가전제품 분야에서도 다양한 기능에 대한 요구는 물론 저소음에 대한 요구가 널리 확대하고 있는 추세이다. 특히, 냉장고의 경우에는 주로 주방이나 거실의 실내 공간에 설치되고 다른 가전제품과는 달리 온/오프를 반복함에 따라 소음에 대한 소비자의 불만도가 높은 실정이다.

이러한 냉장고 소음에 대한 소비자의 욕구를 충족시키기 위해서는 공급자는 냉장고의 소음 저감을 위한 기술 개발에 투자를 아끼지 말아야 하고 관계당국은 냉장고 소음에 대한 소음기준을 세분화하여 지속적으로 관리 감독하여야 할 것이다. 전자의 경우는 냉장고 관련산업의 오랜 역사와 공급자 사이의 치열한 경쟁에 의해 꾸준히 개선되고 있다. 반면, 후자의 경우는 소음기준을 세분화하는 것이 과도한 진입장벽을 야기할 수도 있고 기술적으로 쉽지 않아 괄목하게 성장하고 있지는 못 한 것이 사실이다.

소음에 대해 객관적으로 평가하기 위해서는 우선 최적화된 음질지수가 제작되어야 한다. 음질지수(sound quality index)는 음의 크기(loudness), 음의 거칠기(roughness), 음의 날카로움(sharpness) 등을 토대로 제작된다. 여기서, 음의 크기는 음압레벨(Sound Pressure Level;SPL), 음의 주파수 및 주파수 대역폭에 의해 결정되고, 음의 거칠기는 음압레벨, 음의 주파수, 변조주파수에 의해 결정되며, 음의 날카로움은 음의 크기와 주파수에 의해 결정된다. 특히, 객관적 음질 지수 중 대표적인 것은 음의 크기를 나타내는 라우드니스로서, 1kHz 40dB 소음을 1sone이라 한다. 이를 주파수 별로 같은 음의 크기를 나타내는 선을 이은 것을 도 1과 같은 등라우드니스 선도(Equal Loudness Contour)라고 한다.

그러나, 상기와 같은 라우드니스를 이용하여 만들어지는 음질지수는 냉장고의 소음 특성을 정확하게 반영하기가 어렵다. 예를 들어, 도 2에서와 같이 종래에는 냉장고의 소음에 대한 음질지수를 개발하기 위하여 소음을 측정하고 그 측정된 값을 전술한 음의 크기를 이용하여 객관적 음질지수로 산출하는 동시에 실제 냉장고 소음을 음향전문가 또는 소비자로 구성된 음질평가단이 수차례의 임상실험(jury test)을 통해 주관적 음질지수로 산출한다. 그리고 회귀분석법을 이용하여 객관적 음질지수와 주관적 음질지수에 대한 상관성 함수를 도출함으로써 제품의 최종적 음질지수를 결정하는 것이었다. 따라서, 종래와 같은 음질지수 제작 방법에서는, 제품의 다양한 소음특성을 고려하지 않고 단지 소리 자체의 크기나 거슬리는 정도를 가지고 평가함에 따라 제품의 소음특성을 정확하게 반영하기가 어렵다는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은, 제품의 소음 특성을 분석하여 소음인자를 결정하여 음질지수의 개발에 사용함으로써 보다 신뢰도가 높은 음질지수를 개발할 수 있고 이를 통해 냉장고의 소음을 효과적으로 낮출 수 있도록 할 수 있는 음질지수 제작방법을 제공하려는데 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 소음 특성을 분석하여 복수 개의 소음 인자를 추출하는 단계; 추출된 소음 인자를 이용하여 평가에 사용될 음원을 만들기 위해 상기 소음 인자를 수준별 조합하는 단계; 추출된 소음 인자에 대한 수준별 조합을 실시하여 각각의 수준별 음원을 제작하는 단계; 제작된 수준별 음원에 대한 주관적 음질지수를 평가하는 단계; 소음 인자의 수준별 조합과 주관적 음질지수 평가를 비교하여 상관성 함수를 도출하는 단계; 및 상기 상관성 함수에 기초하여 냉장고 음질지수를 결정하는 단계;로 수행하는 것을 특징으로 하는 음질지수 제작 방법이 제공될 수 있다.

여기서, 상기 소음 인자가 수준별 조합되는 단계에서는 소음 주파수에서 임의의 어떤 소음 주파수를 선정하는 단계와, 선정된 소음 주파수를 제외한 다른 주파수의 소음 크기와 선정된 소음 주파수의 소음 크기를 각각 결정하는 단계와, 선정된 주파수의 소음 크기가 선정되지 않은 주파수의 소음 크기에서 선정된 소음 주파수의 소음 크기에 도달하는데 걸리는 변동 시간을 결정하는 단계로 진행될 수 있다.

그리고, 상기 선정된 소음 주파수를 제외한 다른 주파수의 소음 크기를 결정하고 선정된 소음 주파수의 소음 크기를 결정하는 순서로 진행하거나 또는 상기 선정된 소음 주파수의 송음 크기를 결정하고 상기 선정된 소음 주파수를 제외한 다른 주파수의 소음 크기를 결정하는 순서로 진행할 수 있다.

그리고, 상기 소음 인자의 수준별 음원을 제작하는 단계에서는 어느 한 개의 음원을 제작한 다음에는 다시 소음 인자에 대한 수준별 조합하는 단계로 이동하여 다른 음원을 제작하는 단계를 다수 회 반복하면서 다수 개의 수준별 음원을 제작할 수 있다.

여기서, 상기 한 개의 음원을 제작한 다음에 다시 소음 인자에 대한 수준별 조합을 할 때, 소음 주파수에서 임의의 어떤 소음 주파수를 선정하는 단계로 이동하거나, 또는 선정된 소음 주파수를 제외한 다른 주파수의 소음 크기와 선정된 소음 주파수의 소음 크기를 각각 결정하는 단계로 이동하거나, 또는 선정된 소음 주파수의 선정되지 않은 소음 주파수의 소음 크기에서 선정된 주파수의 소음 크기에 도달하는데 걸리는 변동 시간을 결정하는 단계 중에서 어느 한 단계로 이동하여 진행될 수 있다.

본 발명에 의한 음질지수 제작방법은, 상기 냉장고의 운전시 발생되는 소음의 특성을 분석하여 소음 인자들을 결정하고 그 소음 인자들을 조합하여 수많은 음원을 제작하며 그 수많은 음원을 주관적 평가하여 상관성 함수를 도출하고 그 상관성 함수를 이용하여 냉장고 음질지수를 결정함으로써, 냉장고의 소음 특성을 정확하게 반영할 수 있는 음질지수를 개발할 수 있고 이를 통해 냉장고 소음에 대한 신뢰성 높은 음질지수를 제공하여 냉장고 소음을 실질적으로 저감할 수 있는 기반을 제공할 수 있다.

이하, 본 발명에 의한 음질지수 제작방법을 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명 냉장고 소음에 대한 음질지수 제작을 위한 소음 인자들의 일례를 설명하기 위해 보인 개략도이고, 도 4는 본 발명 냉장고 소음에 대한 음질지수 제작 과정을 보인 블록도이며, 도 5는 도 4에 따른 제작 과정에서 소음 인자 조 합과정을 보인 블록도이다.

이에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 음질지수 제작방법은, 냉장고의 운전시 발생되는 소음 자체의 크기나 거슬리는 정도, 즉 소리 크기와 같은 단편적인 자료를 근간으로 음질지수를 결정하는 것이 아니라, 냉장고 소음의 특성을 정확하게 반영할 수 있도록 복수 개의 소음 인자를 추출하여 그 소음 인자를 조합하는 작업을 다수 회 반복하여 평가한 후 최종적인 음질지수를 결정하는 것이다.

이를 위해, 우선 냉장고 소음을 분석하여 복수 개의 소음 인자를 추출하고, 그 추출된 소음 인자에 대한 수준별 조합을 시행한 후 음원을 제작하며, 그 제작된 음원을 소비자의 평가를 거쳐 앞선 수준별 조합된 자료와 비교하면서 회귀분석법을 통해 상관성 함수를 도출한다. 그리고 그 도출된 상관성 함수를 이용하여 냉장고 음질지수를 결정하게 된다.

여기서, 상기 냉장고 소음이란 냉장고를 구성하는 각 부품들에서 나는 소음들로 이 소음들은 각각 부품마다 고유한 주파수를 갖게 된다. 예를 들어, 도 3에서와 같이 냉기를 불어주는 팬과 응축기에서는 저주파수의 소음을 발생하고, 냉매가 흘러가면서 내는 유동소음은 중주파수의 소음을 발생한다. 그리고 냉매를 압축하는 압축기에서는 온/오프 되는 과정이나 밸브타음 등에서 상당히 높은 고주파수의 소음을 발생한다. 따라서, 냉장고 소음의 소음원을 일일이 분석하여 각 부품들이 내는 소음 주파수별로 구분하고, 이를 토대로 세분화된 음원을 만드는 것이 음질지수에 대한 신뢰도를 높이는데 바람직할 수 있다.

상기와 같은 소음 주파수에 대한 분석을 통해 얻게 되는 소음 인자는 냉장 고의 주요 소음 주파수, 즉 앞에서 열거한 것과 같은 주요 주파수들 중에서 선택하는 주파수(frequency), 선택된 주파수를 제외한 다른 주파수의 소음 크기를 결정하는 베이스 레벨(base level), 선택된 주파수의 소음 크기를 결정하는 피크 레벨(peak level), 그리고 선택된 주파수가 베이스 레벨에서 피크 레벨에 도달하는데 걸리는 시간인 변동 시간(transient time) 등이다. 여기서, 상기 베이스 레벨은 피크 레벨보다 항상 낮다.

상기와 같은 소음 인자를 이용하여 음원을 만들고 그 음원에 대한 임상실험을 거쳐 최종적으로 음질지수를 제작하는 과정을 도 4를 참고하여 상세히 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 냉장고의 소음 특성을 분석하는 단계를 진행한다.(S1) 여기서, 상기 냉장고의 소음은 반 무향실, 후면 반사판 설치 조건 등 다양한 조건에서 냉장고의 전, 후, 좌, 우, 높이 등을 변경시켜가면서 마이크로폰을 이용하여 녹음할 수 있다.

다음, 냉장고의 소음 특성을 분석한 결과를 바탕으로 하여 복수 개의 소음 인자를 추출하는 단계를 진행한다.(S2) 여기서, 복수 개의 소음 인자는 전술한 바와 같이 주파수, 베이스 레벨, 피크 레벨, 그리고 변동 시간 등을 추출할 수 있다.

다음, 앞서 추출된 소음 인자를 이용하여 소비자 평가에 사용될 음원을 만들기 위해 상기 소음 인자를 수준별 조합하는 단계를 진행한다.(S3) 즉, 도 5에서와 같이 냉장고의 소음 주파수에서 임의의 어떤 소음 주파수를 선정하는 단계(S31)와, 선정된 소음 주파수를 제외한 다른 주파수의 소음 크기를 결정하는 단계(S32)와, 선정된 소음 주파수의 소음 크기를 결정하는 단계(S33)와, 선정된 소음 주파수의 소음이 결정된 소음 크기에 도달하는데 걸리는 변동 시간을 결정하는 단계(S34)로 진행될 수 있다. 물론, 상기 선정된 소음 주파수를 제외한 다른 주파수의 소음 크기를 결정하는 단계(S32)와 선정된 소음 주파수의 소음 크기를 결정하는 단계(S33)는 그 순서를 바꿔서 진행해도 무방하다. 여기서, 상기 소음 인자를 추출하는 과정을 예를 들어 살펴보면 다음과 같다. 먼저, 주요 소음 주파수 중에서 100kHz의 주파수를 선택하고, 그 선택한 주파수 이외의 주파수의 소음 크기는 대략 0~30dB로 결정하며, 상기 선택한 주파수의 소음 크기는 40dB로 결정한다. 그리고 변동시간은 초 단위로 결정한다.

다음, 앞서 추출된 소음 인자에 대한 수준별 조합을 이용하여 만들어진 샘플로 각각의 수준별 음원을 제작하는 단계를 진행한다.(S4) 여기서, 복수 개의 다른 소음 주파수에 대해서도 베이스 레벨과 피크 레벨 그리고 변동 시간을 서로 변경하면서 반복하여 조합한 후 음원을 만들게 되므로 대략 수 백개의 음원이 만들어질 수 있다.

다음, 앞서 제작된 수준별 음원들에 대한 주관적 음질지수를 평가하는 단계를 진행한다.(S5) 여기서, 평가의 주체는 소비자 특히 냉장고의 사용량이 많은 주부들로 구성하여 주관적으로 평가될 수 있도록 할 수 있다.

다음, 앞서 실시한 소음 인자의 수준별 조합과 앞서 실시된 소음 인자의 주관적 음질지수 평가 자료를 비교하여 상관성 함수를 도출하는 단계를 진행한다.(S6) 여기서, 상기 상관성 함수는 회귀분석법이 활용될 수 있다.

다음, 상기 상관성 함수에 기초하여 냉장고 음질지수를 결정하는 단계를 진행한다.(S7)

한편, 상기 소음 인자의 수준별 음원을 제작하는 단계(S4)에서는 어느 한 개의 음원을 제작한 다음에는 다시 소음 인자에 대한 수준별 조합하는 단계(S3)로 이동하여 다른 음원을 제작하는 단계(S4)를 수회 반복하면서 다수 개의 수준별 음원을 제작할 수 있다.

여기서, 상기 한 개의 음원을 제작한 다음에 다시 소음 인자에 대한 수준별 조합을 할 때, 냉장고의 소음 주파수에서 임의의 어떤 소음 주파수를 선정하는 단계(S31)로 이동하거나 또는 선정된 소음 주파수를 제외한 다른 주파수의 소음 크기를 결정하는 동시에 선정된 소음 주파수의 소음 크기를 결정하는 단계(S32,S33)로 이동하거나 또는 선정된 소음 주파수의 소음이 결정된 소음 크기에 도달하는데 걸리는 변동 시간을 결정하는 단계(S34)로 이동하여 진행할 수 있다.

이렇게, 상기 냉장고의 운전시 발생되는 소음의 특성을 분석하여 소음 인자들을 결정하고 그 소음 인자들을 서로 반복 조합하여 수많은 음원을 제작하며 그 수많은 음원을 평가단을 통해 주관적으로 평가하여 상관성 함수를 도출하고 그 상관성 함수를 이용하여 냉장고 음질지수를 결정함으로써, 냉장고의 소음 특성을 정확하게 반영할 수 있는 음질지수를 개발할 수 있고 이를 통해 냉장고 소음에 대한 신뢰성 높은 음질지수를 제공하여 냉장고 소음을 실질적으로 저감할 수 있는 기반을 제공할 수 있다.

본 발명에 의한 음질지수 제작방법법은 전술한 실시예에서와 같이 냉장고를 일례로 들어 음질지수 제작과정을 살펴보았으나, 굳이 냉장고에 대해 한정되지 않고 에어콘이나 기타 가전제품의 소음을 평가하는데에도 고르게 적용될 수 있다.

도 1은 종래 냉장고 소음에 대한 음질지수 설계에 사용되는 등라우드니스 선도.

도 2는 종래 냉장고 소음에 대한 음질지수 제작 과정을 보인 블록도,

도 3은 본 발명 냉장고 소음에 대한 음질지수 제작을 위한 소음 인자들의 일례를 설명하기 위해 보인 개략도,

도 4는 본 발명 냉장고 소음에 대한 음질지수 제작 과정을 보인 블록도,

도 5는 도 4에 따른 제작 과정에서 소음 인자 조합과정을 보인 블록도.

Claims (5)

1. 소음 특성을 분석하여 복수 개의 소음 인자를 추출하는 단계;

   추출된 소음 인자를 이용하여 평가에 사용될 음원을 만들기 위해 상기 소음 인자를 수준별 조합하는 단계;

   추출된 소음 인자에 대한 수준별 조합을 실시하여 각각의 수준별 음원을 제작하는 단계;

   제작된 수준별 음원에 대한 주관적 음질지수를 평가하는 단계;

   소음 인자의 수준별 조합과 주관적 음질지수 평가를 비교하여 상관성 함수를 도출하는 단계; 및

   상기 상관성 함수에 기초하여 냉장고 음질지수를 결정하는 단계;로 수행하고,

   상기 소음 인자가 수준별 조합되는 단계에서는,

   소음 주파수에서 임의의 어떤 소음 주파수를 선정하는 단계와, 선정된 소음 주파수를 제외한 다른 주파수의 소음 크기와 선정된 소음 주파수의 소음 크기를 각각 결정하는 단계와, 선정된 주파수의 소음 크기가 선정되지 않은 주파수의 소음 크기에서 선정된 소음 주파수의 소음 크기에 도달하는데 걸리는 변동 시간을 결정하는 단계로 진행되는 것을 특징으로 하는 음질지수 제작 방법.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 선정된 소음 주파수를 제외한 다른 주파수의 소음 크기를 결정하고 선정된 소음 주파수의 소음 크기를 결정하는 순서로 진행하거나 또는 상기 선정된 소음 주파수의 소음 크기를 결정하고 상기 선정된 소음 주파수를 제외한 다른 주파수의 소음 크기를 결정하는 순서로 진행하는 것을 특징으로 하는 음질지수 제작 방법.
4. 제1항에 있어서,

   상기 소음 인자의 수준별 음원을 제작하는 단계에서는 어느 한 개의 음원을 제작한 다음에는 다시 소음 인자에 대한 수준별 조합하는 단계로 이동하여 다른 음원을 제작하는 단계를 다수 회 반복하면서 다수 개의 수준별 음원을 제작하는 것을 특징으로 하는 음질지수 제작 방법.
5. 제4항에 있어서,

   상기 한 개의 음원을 제작한 다음에 다시 소음 인자에 대한 수준별 조합을 할 때, 냉장고의 소음 주파수에서 임의의 어떤 소음 주파수를 선정하는 단계로 이동하거나, 또는 선정된 소음 주파수를 제외한 다른 주파수의 소음 크기와 선정된 소음 주파수의 소음 크기를 각각 결정하는 단계로 이동하거나, 또는 선정된 소음 주파수의 선정되지 않은 소음 주파수의 소음 크기에서 선정된 주파수의 소음 크기에 도달하는데 걸리는 변동 시간을 결정하는 단계 중에서 어느 한 단계로 이동하여 진행되는 것을 특징으로 하는 음질지수 제작 방법.

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