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AUDIO_/Flowing_

Octave Band


어떤 소리를 표현하는 방법으로는 정량적인 방법과 정성적인 방법이 있다. 정성적인 방법은 주로 심리음향에 관련된 것이고, 정량적인 방법으로는 음압레벨, 음의 크기 및 주파수 등을 분석하는 방법이다.

가장 일반적인 소리의 정량법은 소음계를 이용하여 음압레벨을 분석하는 방법이며, FFT 분석 필터를 장착한 소음계는 주파수도 정량화 할 수 있는 장비이다.

사실상 자연계에 존재하는 소리는 여러 가지 주파수를 포함하고 있기 때문에, 그 소리를 정의하기 위해서 '어느 어느 주파수가 두드러진다' 라고 말하게 된다. 아무리 정밀한 주파수 분석 소음계라 할지라도 그 중심주파수에서 일정 범위의 음압들을 로그 합산하여 나타내게 되는데, 그 주파수의 대역을 표현할 때 Octave Band라는 용어가 사용되고 있다.

Octave Band(이하 옥타브 밴드)는 2배 관계를 나타내는 말로서 피아노에서는 A3와 A4가 한 옥타브 차이이며, 주파수로는 각각 220Hz, 440Hz로 두 배의 관계를 갖는다.



1Hz에서 시작하여 그 배수가 되는 주파수들을 중심주파수로 하는 것을 1/1 옥타브 밴드라 하며, 이는 1, 2, 4, 8, 16, 31.5, 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000, 16000 …(Hz) 를 그 중심 주파수로 갖는다.

소음계로 음압 레벨을 측정할 때, FFT 분석을 수행하여 1/1 옥타브 밴드별로 결과를 출력할 경우 그 옥타브밴드의 중심주파수만의 음압 레벨을 출력하는 것이 아니라 하단주파수와 상단주파수 사이의 음압 레벨을 로그 합산한 값을 출력하게 된다. 예를 들어 1/1 옥타브 밴드에서 63Hz가 70dB이라면, 45Hz~90Hz까지의 음압 레벨을 로그 합한 값이 70dB이라는 의미이다.

1/1옥타브 밴드 외에 더 정밀한 주파수분석을 위해 2, 3 또는 그 이상으로 옥타브밴드를 나누어 2, 3 또는 그 이상의 중심주파수를 갖도록 하는 경우가 있는데, 이를 1/2, 1/3, 1/n 옥타브 밴드라 한다. 만일 8개의 중심주파수로 갖으면 1/8옥타브 밴드라고 하는 것이다.
다음은 옥타브 밴드의 중심주파수와 상,하단 주파수와의 관계를 나타내는 수식이다. 아래의 공식에 따라 옥타브밴드의 중심주파수가 결정된다.

은 옥타브 밴드의 하단 주파수이며, 은 상단주파수, 는 옥타브 밴드의 중심주파수이다. 또한 와 마찬가지로의 관계가 성립한다.


예) 1/1 옥타브 밴드의 중심주파수중 125Hz의 상단, 하단 주파수를 구하고, 1/3옥타브 밴드에서 125Hz의 바로 아래의 중심주파수를 구하여라.
=> 공식을 사용하면, 상단주파수는 가 된다.
=> 에서 이므로, 이다.
=>또한 125Hz의 바로 아래 중심주파수인 (중심주파수 바로 아래이므로 이 125Hz가 된다)는,
에서 이므로, 이다.


참고로 전기음향뿐 아니라 건축음향이나 진동분야에서도 1/1혹은 1/3옥타브 밴드를 주로 사용하며, 더 정밀한 측정을 위해 그 이상의 옥타브 밴드로 나누는 경우도 종종 있다.

출처/sovicozine
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