인간의 가청 범위와 주파수 특성, 등청감 곡선에 따른 소리 크기 인지

목차
1. 가청 범위 (Auditory area)
2. 등청 감 곡선 (equal-loudness contour)
3. 마스킹 현상 (Masking)
 - 동시적 마스킹 (Simultaneous Masking)
 - 순시적 마스킹 (Temporal Masking)
4. 양이 효과 (Binaural effect)

청각과 음에 대한 특성의 정도를 나타내는 인간이 귀를 통해 들을 수 있는 주파수 범위인 가청 범위, 등청 감 곡선, 마스킹 현상, 양이 효과 등을 이용하여 소리를 인식하고 판별하게 된다.

가청 범위 (Auditory area)

인간의 가청 범위를 주파수로 보았을 때 20Hz ~ 20,000Hz까지의 소리를 들을 수 있으며 나이가 들수록, 외부 환경에 많이 노출되어 있을수록 가청 주파수의 범위는 점차 감소하게 된다. 또한 인간이 느끼는 최대 가청 범위는 약 120~130dB 정도이다.

등청 감 곡선 (equal-loudness contour)

등청 감 곡선이랑 인간이 들을 수 있는 가청주파수 범위 내의 주파수별 같은 크기의 소리로 인식되는 음압을 표준화하여 나타낸 그래프이다. 주파수는 가로축인 Hz의 단위를 사용하고 음압 레벨은 세로축인 dB의 단위를 사용하며, 양 귀의 최소 가청 값은 phon 단위를 사용한다. 사람의 두 귀는 등청 감 곡선의 그래프 상으로 보았을 때 1,000Hz ~ 4,000Hz 사이의 주파수를 가장 낮은 레벨에서도 잘 들을 수 있다.

마스킹 (Masking) 현상

처음에 어떤 음을 듣고 있다가 비슷한 대역의 강한 음이 들리게 되면 최초의 음을 잘 들을 수 없게 되는 현상을 말한다. 마스킹 현상으로는 두 음의 위상, 시간차에 의해서 발생할 수도 있고, 단순 음압의 차이로 인해 마스킹 현상이 발생할 수도 있다. 이와 같이 마스킹 효과는 주파수 영역과 시간 영역에서 발생하게 된다.

동시적 마스킹 (Simultaneous Masking)

주파수 영역에서 발생하는 것이 특징이며 특정 소리를 감지하는 한계는 동시에 들리는 다른 음에 따라서 다르게 된다. 마스킹 효과가 나타내는 대역을 임계 대역이라고 한다.

순시적 마스킹 (Temporal Masking)

시간 영역에서 발생하는 것으로 특정 큰 음압의 소리를 듣고 난 후에 이보다 작은 음압의 소리를 듣기까지는 일정한 시간이 경과해야 하는 현상을 말한다.

양이 효과 (Binaural effect)

인간은 두 귀로 음의 세기의 차이를 감지할 수 있고 도달 시간에 따라서 거리와 위치를 식별할 수 있는 능력을 가지고 있는데 이를 양이 효과, 또는 두 귀 효과라고 한다. 이는 두 귀로 도달하는 소리에 대한 위상 차이가 발생하기 때문에 소리의 방향을 판별할 수 있게 한다.