Weighting Filter, Frequency Weighting   웨이팅 필터, 가중 필터, 청감 보정

(2018-01-07)
1. 개요

  ㅇ 청감 보정 (Frequency Weighting)
     - 인간 청감을 고려한 주파수에 따른 보정을 말함

  ㅇ 웨이팅 필터 (Weighting Filter)
     - 인간 청감 보정을 위하여 주파수응답 특성에 따라 가중치를 부여한 필터


2. 청각 특성에 따른 가중치

  ㅇ (청각 특성)  인간 귀(Ear)감도는, 
     - 주파수 특성이 평탄하지 않고 또한 음향 진폭 레벨에 따라서도 변화됨 
        . 즉, 귀는 주파수에 따른 감도의 차이가 있음. 
     - 주파수대역에 따라 다른 보상을 하여야 함
        . 4 kHz 대역에서 귀의 감도가 가장 큼
        . 저주파로 갈수록 귀의 감도가 떨어짐
        . 한편, 소리의 세기가 커질수록 주파수 변화에 대한 귀의 민감도가 떨어짐
     - Fletcher-Munson 곡선에 따라, 여러가지 웨이팅 필터 커브가 고안되어 왔음.

  ㅇ (가중치 필터)  산업계에서 표준적으로 쓰이는 웨이팅 필터의 例로는, 
     - ANSI A-weighting Filter (사람이 듣는 감각 정도와 거의 동일한 크기)
     - ITU-R 486 Weighting Filter (A 웨이팅필터 보다 인간 청감에 더 일치함)
     - ANSI C Weighting Filter (전화 수화기 처럼 평탄적인 주파수 특성을 보임) 등

  ㅇ (가중치 유무 구분)
     - 가중치 필터 미사용 : 평탄 측정 (flat measurement)
     - 가중치 필터 사용   : 비평탄 측정 (non flat measurement)


3. 웨이팅 필터 종류

  ㅇ A 웨이팅 필터 (주로, 저주파 감쇠 특성)
     - 등 라우드니스 곡선에서 40 phon 등청감 곡선을 바탕으로 설계됨
        . 음압 레벨 55 dB 이하에 주로 사용
           .. 저주파 성분을 크게 감소시켜서 보정함

     - 주파수 특성 (저주파에서 감쇠된 특성, 인간 청각에 유사)
        . 마치 등청감곡선을 뒤집어서 주파수 가중치를 적용한 것과 같은 모양
        . 즉, 귀의 민감도에 반비례하는 가중치를 각 주파수에 부여
        . 2 kHz에서 2 dB의 피크가 있음

     - 보통의 소음계에 가장 많이 적용
        . 인간의 주관적 청감 특성에 가장 잘 부합시킨것

     - 측정 표시 단위 : dB(A)

  ㅇ B 웨이팅 필터 
     - 음압레벨 55~85 dB에  주로 사용
     - 실제적으로 잘 사용하지 않음

  ㅇ C 웨이팅 필터 (주로, 평탄 특성)
     - 등 라우드니스 곡선에서 90 phon 등청감 곡선을 바탕으로 설계됨
        . 음압레벨 85 dB 이상에 주로 사용

     - 주파수 특성 (평탄한 특성)
        . 전 주파수 영역에 걸쳐 거의 평탄하다가, 양끝 부분에서 만 떨어짐
        . 주파수 평탄 특성에 대한 대용으로 사용되기도 함

     - 측정 표시 단위 : dB(C)

  ※ A 및 C 타입 비교    ※ [참고_웹] ☞ 웨이팅 곡선 그림 참조
     -  1000 Hz 이상에서 둘 사이에 차이가 거의 없음
     -  주로 저주파감쇠 정도에서 차이가 큼


4. 사용 방법

  ㅇ 옵션 선택
     - 소음/음향 측정을 위한 각종 오디오 관련 미터류(소음계 등)에서는
     - 필요에 따라 적당한 웨이팅 필터를 옵션 선택하도록 되어 있음

  ㅇ 측정 가능 주파수대역 : 대략 63 Hz ~ 8 kHz
     - 음향 레벨 측정 및 계산시 대역폭 간격 : 22 kHz 폭 마다


[오디오 측정] 1. 사운드레벨미터(소음계) 2. 웨이팅 필터(청감보정) 3. 평가 잡음 4. 오디오미터(청력계) 5. 오디오레벨미터(VU,PPM)
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