믹싱의 기초 - 14.4 양자화 오류(Quantization Error)와 디더(Dither)

안녕하세요? 엔지니어 김주영입니다.

거의 2주만에 글을 쓰네요..^^;;

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2월 초에 JASA에 투고했던 논문이 지난 주에 깔끔히 리젝 되었습니다.

두 분이 심사했는데, 한 분은 굉장히 부정적이셨고,

한 분은 Major Revision에 가까운 의견을 주시면서 피드백을 pdf로 2페이지나 써주셨더라구요.

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데이터가 너무 많아서 맘에 걸리긴 했는데,

피드백에서 연구 가치는 있어보이나 논문이라기 보다 실험보고서 형식에 가까운 것 같다는 말을 보고 역시 싶었습니다.

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그래서 지난 한 주 동안 의미없는 데이터는 싹 다 날려버리고

새로운 논문이라고 해도 좋을 정도로 내용의 절반 이상을 다 갈아 엎었습니다.

이렇게 논문 깎는게 정신력이 상당히 많이 들어가네요..ㅜㅠ

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다시 여기다 제출해도 되기는 할텐데,

그 부정적인 피드백 주신 분이 이 저널에는 주제가 간신히 맞는 수준인 것 같다고해서

고민하다 어제 AES에다 투고를 했습니다.

그리고 AES가 SCIE가 아니었던 것 같은데 검색해보니 SCIE네요..

제가 잘못 알았었나봅니다..ㅎㅎ

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뭐 어쨌든 일상 얘기는 여기까지하고,

오늘은 마스터링에서 가장 마지막에 해주는 단계인 Dither에 대해 말씀드리려합니다!

믹싱의 기초 | 김주영 - 교보문고

이 내용은 제 책, 믹싱의 기초를 기반으로 쓴 내용입니다.

그럼 시작해볼까요?

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일단, Dither에 대해 이야기하기 전에 양자화 에러(Quantization Error)에 대해 알아야 합니다.

그러면 또 양자화가 뭔가..부터 알아야겠지요..?

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양자화의 양자는 물리학의 양자역학에 나오는 그 "양자"가 맞습니다.

양자는 "불연속적인 상태"를 의미합니다.

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우리가 소리 전기 신호를 아날로그에서 디지털로 바꿀 때,

디지털에서는 모든 신호를 다 저장할 수 있는게 아닙니다.

이미 알고들 계시는 샘플레이트(Sample Rate)에 따라서 1초에 몇 번 샘플링할지,

비트 뎁스(Bit Depth)에 따라서 음량을 얼마나 쪼개서 나타낼지 정해서 ADC에서 디지털로 변환하는 것이지요.

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이때, 전기신호는 연속->불연속으로 바뀝니다.

이 때문에 아날로그에서 디지털로 변하는 신호는 "양자화"된다..라고 할 수 있습니다.

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그럼 양자화 오류는 뭐냐..?

이 디지털로 변환된 소리를 다시 DAC아날로그로 변환해서 재생을 하지요?

그때 소리의 파형은 극단적으로 표현했을 때, 위 사진처럼 지그재그일겁니다.

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이게 양자화로 발생한 오류다~라고 해서 양자화 오류라고 불리는겁니다.

자..그럼 이걸 어떻게 해결할 수 있을까요..?

간단합니다. 노이즈를 섞는겁니다!

그러면 노이즈가 있기는 하지만 소리가 꽤 자연스럽게 들리게됩니다.

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예시를 유튜브에서 찾아보고 있는데 잘 안보여서..

믹싱의 기초 | 김주영 - 교보문고

책은 안사셔도 여기 미리보기에 보시면 QR코드로 예제 파일들 다운 받으실 수 있거든요?

한 번 들으시면 잊으실 수 없을거에요.

저도 처음에 해보고 와..이게 이렇게까지 되는구나 싶었거든요.

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뭐 어쨌든, Bit Depth가 증가할수록 이런 양자화 오류는 잘 들리지 않지만,

아주 작은 소리에서 양자와 오류가 두드러질 수 있기 때문에 마스터링의 맨 마지막 단계에서 이런 노이즈를 넣습니다.

이 노이즈를 "디더(Dither)"라고 부릅니다.

예전에는 디더를 그냥 저역-고역까지 이르는 전체 노이즈로 사용했습니다.

Fabfilter Pro-L2의 Dither 기능을 사용했을 때

 

그런데 요즘에는 어차피 불규칙적인 음량만 있으면 디더로 사용이 가능하니,

청감상 음량이 작은 초고역대의 노이즈를 디더로 사용하는 경우가 많습니다.​

요게 노이즈라서 딱 한 번만, 음량 조정이 모두 완료된 가장 마지막 단계에서만 걸어주는게 일반적입니다.

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다음에는 음악 파일의 코덱을 설명하고 믹싱의 기초를 마무리 지으려 합니다.

그럼, 다음 글에서 또 뵙겠습니다~^^