심리음향학 - 공간인지 방식, "Spatial Hearing Mechanisms and Sound Reproduction"발췌요약

2005/04/07

 

요크대학의 D.G. Malham교수가 쓴 "Spatial Hearing Mechanisms and Sound Reproduction"이란 글에서 일부를 요약 정리 합니다.
공간을 인지하는 방식은 크게 세 가지라고 하고 있습니다.

1. 사람은 양쪽귀를 사용하여 위치를 파악할수 있다. 소리가 귀에 도달하는 시간이 달라지게 되면 이를 통해 인식한다. 이것은 ITD (Interaural Time Delay)로 알려져 있다. 그러나 이런 ITD에 의한 공간 인식은 양쪽귀간의 거리의 2배에 해당하는 wavelength까지만 유효하다.

가령 귀와 귀 사이의 거리가 17cm라고 했을 때, 거리의 2배에 해당하는 wavelength는 17x2= 34cm이다.
그렇다면 이제 34cm의 wavelength를 가진 주파수가 무엇인지 알면 ITD에 의한 공간인식을 할수 있는 최저 주파수를 알수있게 되는 셈이다.

소리는 1초에 340미터를 간다, 그래서 0.34미터 (=34cm)정도는 1/1000초면 도달한다.
이것의 분자와 분모에 곱하기 1000하면 1초에 이것은 1000번의 주파수를 갖게된다. 1000Hz = 1kHz
따라서 1킬로헤르쯔 이상의 주파수에서만 방향감각을 가질수 있게 된다는 얘기가 된다.
다만 ITD에의한 위치파악은 median plane signal인 경우 인식이 애매해지거나 차이를 감지할수 없기 때문에 거의 실효성이 적다고 한다.

2. 소음원이 왼쪽인 경우 왼쪽귀로 직접 음을 듣게되나 그 소리중 일부는 머리를 통과해서 오른쪽 귀로 들어가기도 한다. 이때 오른쪽에서 들리는 소리는 스크린 이펙트나 음이 경로를 우회해 돌아오는 것이므로 (후자의 경우는 전자보다 영향이 작긴하다) 왼쪽귀로 들리는 소리보다 음량이 작아지게 된다.

3. 사람의 얼굴모양이나 귓바퀴의 모양에 따라 음의 위치의 변경에 따라 frequency dependent response가 제각각 달라지게 된다.
이를 HRTF (Head Related Transfer Function)라 하며, 인간이 청각을 통한 위치감지를 할때 주요 메커니즘이다.
median plane signal인 경우에도 인식을 할수 있다.
그리고 발음원이 대칭으로 놓여지지 않은경우에 있어서도 HRTF에 의해 각 귀에 다른 반응을 가져올수 있다.

4. 그러나 사람은 고개를 무의식적으로 고치는 등의 활동을 하므로, HRTF나 ITD의 영향을 최소화 시킨다.