보청기 선택 시 반드시 알아야 할 핵심 기술용어 알아보기 - 채널, 밴드, 압축, 이득 ...

보청기 상담을 진행하다 보면 많은 분들이 궁금해 하는? 많이 물어보는 질문 중 하나는 제품에 대한 가격차이 기준이 무엇인지 알지 못하는 분들이 대부분입니다. 물론 몇군데 보청기센터를 둘러보고 상담을 하다보면 반드시 이야기 하는 채널, 밴드 등등과 관련된 용어를 듣게됩니다. 

 

결론부터 이야기 하면,  물론 많은 제조사에서 채널 개념을 기준으로 보청기 가격이 책정되어 있음은 부인할 수 없는 사실입니다. 그러나 보청기에는 다양한 소리관련 최신기술이 탑재되어 있습니다. 과거의 아날로그 보청기 시대에서 디지털 보청기가 보급되고 나서 부터 보다 효과적으로 소리를 들을 수 있는 다양한 소음제거 기술, 방향성 기술, 피드백제거 기술, 무선 장치연결 기술, 배터리 기술 등 계속해서 난청인이 보다 편한하고 편리하게 소리를 들을 수 있도록 최신 기술이 장착되어 신모델로 속속 출시되고 있습니다. 최근에는 몇해 전부터 세계적으로 화두가 되고 있는 AI(인공기능) 개념이 보청기에도 도입되어 S제조사에서는 건강관리 기능을 탑재하여 출시하기도 하였습니다.

 

보청기 상담 및 구입시 반드시 알아두면 쓸모 있는 몇가지 용어개념에 대해 인지하고 있는 것이 좋겠습니다.

채널과 밴드

보청기 상담 시 많이 사용하는 용어 중 하나인  채널과 밴드라는 개념이 있습니다. 

 

채널은 소리의 압축을 통해서 보청기가 구현하는 소리품질을 결정하는 핵심 기술이기도 합니다. 이와는 달리 밴드 개념은 채널별 이득 조절을 통해 보청기로 들을 수 있는, 보청기가 구현 가능한 가청력을 결정하는 핵심 기술이라 할 수 있습니다. 이 내용을 쉽게 이해하기 위해서는 소리의 압축과 이득 조절의 개념에 대해서도 알아 두실 필요가 있습니다. 다시 말해, 보청기의 채널과 밴드의 개념을 이해하기 위해 우선 이 두가지 소리의 압축과 이득 조절이 무엇을 의미하는 지 알아야 합니다.

 

이득 조절의 개념

보청기에 있어서 이득(Gain)이란 보청기 입력값에 더해진 증폭된 소리의 강도(dB)를 말합니다. 예를 들어, 30dB의 소리가 있다고 가정 할 때, 이 소리가 보청기 마이크로 입력될 때의 소리 강도값(dB)은 30dB일 것입니다. 여기에 20dB의 이득(gain)을 준다면, 보청기 스피커를 통해 출력될 때의 소리의 강도값(dB)은 20dB의 이득값이 입력값(Input)에 더해진 50dB의 출력값(Output)이 될 것입니다. (하단 그림참조)

 

이렇게 소리를 증폭하기 위해 원래 소리 강도에 추가로 원하는 소리 강도량을 더하는 것을 "이득 조절"이라고 합니다. 다시 말해 이득을 조절한다는 것은 소리의 증폭량을 조절하는 것과 같습니다.

 

소리의 압축 (선형증폭과 비선형증폭)

디지털보청기와 과거의 아날로그 보청기는 모두 이득 조절을 통해 소리를 확장한다는 점에서는 동일하다고 볼 수 있습니다. 하지만 이 두 보청기의 결정적인 차이는 소리의 증폭방식이 서로 다르다는 것입니다.

 

<아날로그보청기와 디지털보청기>

아날로그 보청기는 소리의 이득을 20dB 주었을 때 입력값(Input)과 출력값(Ootput)의 증가가 1:1 비율로 증가하는 선형(Linear)방식 입니다. 하지만, 이러한 방식의 문제점은 출력값 증폭을 청력보호를 위해 강제로 제한하는 소리증폭제한선에 의해 소리의 왜곡현상이 발생한다는 것입니다. 

 

음성증폭기의 경우, 이러한 소리증폭제한선이 없기 때문에 소리를 증폭하면 큰 소리도 제한없이 작은 소리가 증폭된 양 만큼 증폭되어 청력을 더욱 손실시키게 되는데, 이러한 제한없는 과증폭으로 인한 청력손실 예방을 위해 청력손실이 예상되는 일정 수치에서 더 이상 출력값의 증폭이 일어나지 않도록 강제로 출력값을 제한하게 되는 역활을 하는 것이 소리증폭제한선(Cut off)입니다.

 

선형증폭방식

 

<선형중폭 방식과 소리의 왜곡현상>

입력값과 출력값이 1:1로 증폭하는 선형 방식의 경우 필연적으로 소리의 증폭값(dB)은 증폭 제한선에 도달하게 되므로 소리의 왜곡현상을 피할 수 없습니다.

 

소리의 왜곡현상을 쉽게 설명하기 위해, 우선 소리의 증폭 제한값을 100dB라고 가정해 보면, 난청으로 인해 40dB 강도의 소리는 듣지 못하고, 60dB 강도의 소리는 작게, 80dB 강도의 소리는 크게, 100dB 소리는 매우 크게 듣는 사람이 있습니다.(하단 그림참조)

 

<정상청력 환경과 난청인의 청력환경>

위의 그림에서 보는바와 같이 정상 청력환경에서는 작은 소리부터 아주 큰 소리까지 모든 소리 중 큰 소리와 아주 큰 소리는 원래의 소리크기 대로 구분하여 들을 수 있지만, 난청인의 환경에서는 작은 소리와 보통 소리는 난청으로 인한 청력소실 때문에, 작은 소리는 듣지 못하고, 보통 소리는 작게 듣는 상황입니다.  

 

40dB의 못 듣는 소리를 듣고자 20dB의 이득(gain)을 1:1 증폭인 선형 방식으로 증폭하면 모든 소리 강도가 20dB 씩 커지게 되어, 40dB 강도의 소리는 60dB가 되어 작게 들리고, 60dB 강도의 소리는 80dB가 되어 크게 들리게 됩니다. (하단 그림참조)

 

<선형 증폭방식으로 인한 소리 왜곡현상>

선형증폭방식에 의해 전체 소리강도별(dB)로 동일하게 20dB의 증폭(gain)이 적용되어 지하철소리와 콘서트소리가 모두 동일하게 아주 큰 소리로 인식되어 두 소리를 소리강도로 구분할 수 없는 소리의 왜곡현상이 발생했습니다.

 

하지만 크게 들을 수 있었던 80dB 강도의 소리와 매우 크게 들을 수 있었던 100dB 강도의 소리는 100dB라는 소리증폭 제한값에 제한되어 20dB의 이득에도 불구하고, 두 소리 모두 100dB 이상으로 증폭되지 못하고 100dB 강도의 소리로 들리는 소리의 왜곡현상이 발생하게 됩니다.

 

이러한 소리증폭에 따른 소리의 왜곡현상 이라는 문제를 해결하고자 개발된 소리 증폭기술이 바로 오늘날 디저털 보청기에 적용된 비선형(Non-Linear)방식입니다.

 

비선형증폭방식

 

<비선형 증폭 방식과 소리의 압축>

전환점(Knee Point)이후 입력값 대비 출력값 비율이 1:1 증가에서 1:1<0 로 증가율이 줄어들면서 소리증폭제한선과 출력값이 만나지 않아 소리의 왜곡현상이 발생하지 않는다.

 

비선형 증폭방식은 일정 수준(Knee Point)까지는 입력값(Input)과 출력값(Output)이 주어진 이득값에 따라 1:1로 증가하지만, 소리 증폭 제한선에 도달하지 않도록 임의의 전환점(Knee Point)부터 입력값 대비 출력값의 증가비율을 "1:1"이 아닌, "1:1<0"의 값으로 증가율을 점차 줄여 적용하는 방식입니다.

 

비선형 증폭방식의 장점은 이렇듯 소리 증폭제한선 도달 전 전환점부터 입력값 대비 출력값의 증가비율을 점점 줄여가며 적용되기 때문에 선형 증폭방식에서 문제된 소리 증폭제한선에 도달하지 않아 소리의 왜곡현상이 발생하지 않는다는 것입니다.

 

즉, 선형 방식에서는 90dB와 100dB 소리를 구분하지 못하고 매우 큰 소리로 듣게되는 소리의 왜곡현상을 겪었지만. 비선형 방식을 통해 40dB 강도의 소리는 60dB로, 60dB 강도의 소리는 75dB로, 80dB 강도의 소리는 90dB로, 100dB 소리는 100dB 그대로 되는 방식으로 입력값 대비 출력값의 증가비율을 줄여 적용하여, 증폭 이후에도 소리 왜곡현상 없이 모든 소리를 구분하여 또한 듣는 것이 가능하게 됩니다.(하단, 그림참조)

 

<비선형 증폭방식과 소리의 압축>

비선형 증폭방식은 소리의 왜곡현상을 막기위해 소리를 압축해 구현해 내는 기술을 사용합니다.

 

단, 여기서 오해하지 말아야 할 것은, 소리를 증폭하는 이득값(gain) 자체를 소리 강도별로 줄여가며 증폭하는 것은 아니라는 점입니다. 선형과 비선형 모두 입력값에 더해지는 이득값은 모두 20dB로 동일하며,

입력값 대비 20dB의 이득값으로 증폭된 출력값의 비율이 보청기 프로세서 기술을 통해 조절되어 각 소리강도별로 다르게 적용되는 것이며 이러한 과정을 "소리의 압축" 이라고 합니다.

 

보청기 채널 VS 밴드

 

채널은 저주파수에서 고주파수까지 보청기로 입력되는 모든 영역의 소리를 강도별(큰소리-보통소리-작은소리)로 조절하는것입니다. 이 채널의 역할은 주파수별로 소리의 영역을 세분화하여 강도별로 압축비를 달리하여 각각 조절하는 것입니다. 즉, 큰소리-중간소리-작은소리에 대한 증폭량을 다르게 할 수 있다는 의미입니다.

 

예를 들어, 사람의 말소리가 많이 들어있는 1k~4k(4,000Hz) 안에는 우리가 실생활에서 많이 접하는 청소기 소리가 포함되어 있습니다. 하지만 청소기 소리(60dB)의 강도는 대부분 사람의 일반 대화소리(45dB) 보다 클 수 밖에 없습니다. 보청기의 채널은 청소기와 사람의 대화소리, 즉 비슷한 대역의 주파수에 위치한 강도가 다른 소리들을 구분하여 조절할 수 있게 만듭니다. 이는 소음과 말소리를 분별하는데에 큰 도움이 됩니다.

 

반변, 밴드의 역활은 소리의 크기(gain, 이득)만 조절하는 것으로 이퀄라이저와 비슷한 개념입니다. 사람마다 각기 다른 청력형태를 갖고 있는 난청 정도에 맞게 소리를 주파수별로 세분화하여 적합한 이득 조절을 가능하게 하는 것이 밴드입니다.

 

 

예를 들면, 모든 사람의 청력 그래프가 X축과 평행을 이루고 있는 균일한 직선이라면 보청기에서 밴드는 하나면 충분합니다. 하지만 대부분의 경우 청력 그래프가 균일하지 않고 불규칙적으로 오르내리거나 한쪽으로 치우쳐 있기 때문에 밴드의 숫자가 높은 것이 세밀한 보청기 조절에 도움이 됩니다. 즉, 보청기를 사용자의 청력에 더 근접하고 세밀하게 조절할 수 있게 하는 것은 밴드입니다.

 

[그림1]

 

[그림2]

 

쉬운 이해를 위해 위의 그림을 예로 들어 설명해보면,  170~9600Hz까지의 주파수를 20개로 나눈 조절 구간 중, 2700Hz만 조절하는 상황을 가정해 보겠습니다. 채널은 2700Hz에서 입력되는 소리를 강도별(큰소리-중간소리-작은소리)로 나누어 각각을 조절하는 것이고(그림1), 밴드는 입력되는 소리의 크기와 상관없이 모든 소리를 하나로 묶어 조절하는 것입니다(그림2).

 

실 생활에 대입해보면 채널은 말소리는 편안하게 잘 들리는데 큰 소음(강한 외부 소음, 바람 소리 등)만 불편함이 있을 경우 해당 주파수에서 큰 소리에 대한 이득만 조절할 수 있습니다. 밴드라면 주파수 대역의 모든 소리를 낮춰 말소리에도 영향을 주었을 것입니다.

 

따라서 사실 채널은 소리를 조절하는 것 뿐만아니라 소음제어, 방향성, 피드백 제어 등 다양한 환경에서 불편을 줄이고 말소리의 정확도를 높이기 위해 사용됩니다.

 

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이편한보청기 일산청각센터 031-994-2544

 

 

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