원하는 소리만 쏙쏙~ 소리와 과학의 만남 : KISTI의 과학향기

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원하는 소리만 쏙쏙~ 소리와 과학의 만남

<KISTI의 과학향기> 제900호 2009년 04월 10일

지구온난화, 수질 오염, 미세 먼지의 증가 등 환경오염으로 인한 피해가 갈수록 늘어가고 있다. 그중에서도 소음 공해는 인체에 직접적인 해를 끼치는 중요한 공해요인 중의 하나다. 실제로 미국에서는 어린이 1백 명 중 12명이 소음성 난청을 겪고 있다는 충격적인 보고를 내놓은 바 있다. 세계보건기구에 따르면 전 세계에서 소음으로 인한 질병을 앓고 있는 사람은 1억 2천만 명이 넘는다.

현대사회에서는 아파트 주거가 보편화되면서 층간 소음은 이제 이웃 간에 분쟁을 일으키는 원인이 되었고, 휴대전화, MP3 플레이어, DMB 등 휴대용 전자 기기가 널리 보급되면서 거리에서도 공공장소에서도 타인 혹은 자기 자신이 만들어내는 소리에 더 많이 시달리게 되었다. 귀를 눈처럼 감을 수도 없는 일. 그러니 우리의 귀는 듣지 않아도 될 소리를 듣느라 피곤하고, 들어야 할 소리를 듣기 위해 더욱 애를 써야 하는 난처한 처지에 놓였다.

우리의 귀를 못살게 구는 대부분의 기기는 과학 기술의 발전 덕분에 나온 것이다. 휴대전화, MP3 모두 집어던지고, 사람과 문명의 이기가 없는 숲 속으로 들어간다면 귀는 새들이 재잘거리는 기분 좋은 소리만 들을 수 있을 것이다. 하지만 여전히 도시에서 지하철을 타고, 거리를 걷고, 휴대전화도 사용해야 한다면 우리의 귀를 편히 쉬게 해줄 대안 역시 과학 기술에 있다.

과학자들은 각종 전자 기기에서 발생하는 소음을 줄이기 위해 노력하는 한편, 발생하는 소음을 사람들에게 ‘들키지 않게’ 하기 위해서도 애써왔다. 이미 발생한 소음을 어떻게 없앤다는 것인가? 발생한 소음을 소음으로 덮는 방법을 쓸 수 있다. 이는 능동소음제거(액티브 노이즈 캔슬러 Active Noise Canceler) 기술이라 불리는데, 소음에 대항하는 반 소음 신호를 생성해 소음을 없애는 방법으로 소리의 간섭현상을 이용한 것이다. 소음으로 소음을 제거한다니 더 시끄러워지지 않을까 생각하기 쉽지만 능동소음제거 기술은 이미 생활 곳곳에서 다양하게 사용되고 있다.

엔진에서 엄청난 소음이 발생하는 항공기가 이 기술을 이용해 소음을 줄이고, 조용한 승차감을 강조하는 고급 승용차도 엔진이나 바퀴와 지면 사이에서 발생하는 소음을 줄이기 위해 이 기술을 쓴다. 최근 출시되는 냉장고는 확실히 이전 세대의 것보다 조용하다. 윙~하고 가동되는 특유의 소리가 아주 없진 않지만, 거슬릴 정도로 크진 않다. 가전제품 중 능동소음제거 기술이 사용되는 대표적인 사례다. 그 밖에 공사 현장, 공업 현장, 발파 작업 등 소음 발생이 많은 악조건에서 일하는 사람들을 위해서도 광범위하게 사용할 수 있다.

그렇다면, 무수한 소음 속에서 듣고 싶은 것만 들으려면 어떻게 해야 할까? 인파로 가득한 명동 한복판에 있어도 또렷한 통화음, 술집에서도 도서관이라고 당당하게 말할 수 있는 잡음 제거 능력을 자랑하는 휴대전화들이 출시되고 있다. 과장된 광고인가, 가능한 일인가? 최근 출시된 휴대전화에 장착된 잡음 제거 기능은 컴퓨터가 자동차 진동소리, 열차 지나가는 소리 등 규칙적인 잡음을 자동으로 분리해 통화하는 사람의 목소리만 부각시키도록 하는 것이다. 이러한 기능을 가진 국내 출시된 ‘알리바이폰’ ‘허시폰’ 등은 미 벤처기업 오디언스가 개발한 기술을 사용한 제품이다.

뿐만 아니라 이미 녹음된 소리에서 듣고 싶은 소리만을 골라 들을 수도 있다. 독립영화 최고의 흥행을 일으킨 ‘워낭소리’, 이 영화를 보면 때로는 소에 매달린 워낭소리가 크게 들리고, 때로는 라디오 소리가 크게 들린다. 어떤 방식으로 녹음한 것일까? 녹음 기술이 아니라 녹음한 것을 지우는 기술이다. 녹음한 소리는 소음이 차단된 스튜디오 세트에서 녹음한 것이 아니기 때문에 자동차 소리, 바람 소리, 사람들의 말소리 등 여러 가지 소리가 섞여 있다. 따라서 녹음한 소리에서 필요한 것은 키우고 잡음이 섞인 부분은 반대로 줄이거나 지우게 되는데 이는 사람이 들을 수 있는 소리 주파수인 20∼2만 헤르츠(Hz)의 소리만 편집하면 된다. 예를 들어 영화의 특정 장면에서 소의 목에 매단 방울(워낭)의 소리를 크게 만들고 싶다면, 그 소리가 포함된 1000헤르츠(Hz) 부분만 볼륨을 높여주는 것이다. 이렇게 특정 주파수 대역을 빼는 방법은 영화 음향 편집에서 흔히 쓰이는 소음 처리 기술로 노이즈 리덕션(Noise Reduction)이라 한다. 단, 균일하지 않은 소리일 경우 처리하기 어렵다.

이런 방식으로 최근에 인터넷에서 화제가 된 ‘누드 MP3’를 만들 수 있다. 누드 MP3는 가수들의 노래에서 반주 부분인 MR을 제거한 것. 목소리에 해당하는 헤르츠(Hz)를 제외한 나머지를 제거하는 방법으로 시중에 유통되는 동영상 플레이어를 이용해 만들 수 있다. 직접 제작하는 것이 번거롭다면, 클릭 한번으로 비슷한 효과를 낼 수도 있다. 오디오 플레이어 중 사람의 음성만을 강조해서 들을 수 있는 메뉴를 제공하는 것들도 있기 때문이다. 이 메뉴를 선택해서 음원을 들으면 반주 음이 완전히 사라지지는 않지만 가수의 목소리 부분만을 강조해서 들을 수 있다. 반주와 노래가 합쳐진 음원에서 반주를 분리하려는 시도는 몇 년 전까지만 해도 MR 파일만을 필요로 하는 수요 위주였다. 노래방 반주기에 없는 곡을 찾으려는 네티즌들 사이에서 MR 파일을 자체적으로 만드는 일들이 종종 있었기 때문이다.

듣고 싶은 소리만 듣게 하는 기술은 의학계에서도 유용하게 쓰인다. 휴대전화 잡음제거기술을 보유한 국내 업체인 비손에이엔씨는 본래 의료기기인 청진기를 만드는 회사였다. 청진기로 신체 내부 기관의 소리를 제대로 들으려면 폐와 심장, 간 등 각 기관의 소리를 구별해서 들을 수 있어야 한다. 따라서 폐의 소리를 들을 때는 주변 기관의 소리를 낮추는 기술이 필요했다. 또한 심장의 부위별 소리를 제대로 들을 수 있으면 심장의 기형이나 종양의 위치 등도 파악할 수 있다. 이런 기술을 개발하는 중에 휴대전화에 사용 가능한 잡음 제거 기술을 개발하게 된 것이다. 이처럼 한 번에 섞여서 들리는 여러 가지 소리를 구별해서 들을 수 있게 되면 효용 가치가 높아진다.

과학과 소리의 만남은 어떤 식으로 전개될까? 어쩌면 듣고 싶지 않은 소리만 쏙 골라서 지워주는 기기가 탄생할지도 모른다. 아기의 울음소리는 아빠보다 엄마 귀에 더 자극적으로 들린다. 생존을 위한 본능적인 장치다. 만약 아기 울음소리가 아빠 귀에 더 자극적으로 들리도록 소리의 파장을 바꾸는 장치를 개발한다면, 갓난아기를 둔 엄마들은 잠을 깨지 않고 더 편안한 밤을 보낼 수 있을 것이다. 뿐만 아니라 미래에는 교실에서 수업하는 선생님에게 아이들이 떠드는 소리가 들리지 않도록 하는 ‘모두가 모범생’ 소리 세트나, 아내가 잔소리할 때만 소리를 제거해 묵음 상태로 만들어 주는 기기가 탄생할지도 모르겠다.

과학으로 현대인의 생활은 점점 더 시끄러워지고, 점점 더 조용해지기도 한다. 귀 입장에서 보자면 그야말로 병 주고 약 주는 셈이다.

글 : 이소영 과학칼럼리스트

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김수진

평점 별 5점

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오늘 아침프로에서 드라마의 숨은 1센티를 보여주며 남자주인공이 여배우와 얘기하고 차를 몰고 떠나는 장면중에 그자동차를 7명정도의 스텝들이 밀고가더라구요 야외라 자동차 시동과 엔진소리가들리기 때문에라고 오늘 과학칼럼에 실렸던 장치를 썼더라면 하는 생각이드네요

2009-04-29