음악 애호가를 위한 오티콘 보청기 - MyMusic 기능의 활용

Oticon MyMusic - Clinical Evidence / Oticon MyMusic 효용성 테스트
- 2022. 오티콘 기술백서 개정5판 -

 

개요

Oticon More에 음악 전용 프로그램인 MyMusic 기능이 적용되었습니다. MyMusic은 청력 손실 및 보청기를 사용하고 있는 고객들의 음악 인식에 대한 여러 연구들과 최적의 음악 청취를 위한 권장 사항을 기반으로 자체적으로 음악 프로그램을 개발하였습니다. 아래에서는 Oticon MyMusic의 수행 능력을 확인하기 위해 23명을 대상으로 기존 음악 프로 그램, Oticon More의 일반 프로그램과 비교하였습니다. 참가자들의 청력 손실 범위는 다양하며 음악 청취를 즐기는 사람, 일반적인 음악 청취자 모두 대표하고 있습니다. 연구에 앞서, 다양한 유형의 음악 평가를 위해 총 8 개의 음악 및 말소리, 서로 다른 청취 장면 (라이브 음악 소리 장면, 스테레 오/거실 소리 장면, 스트리밍 음악 소리 장면)을 녹음하였습니다. 참가자 들은 블라인드 테스트 및 무작위로 음악을 듣고 프로그램에 대한 선호도 를 평가했습니다. 그 결과 모든 음악 사운드 장면에서 기존 음악 프로그램, Oticon More의 일반 프로그램보다 Oticon MyMusic에 대한 상당한 선호도(72 %)를 보여주었습니다. 이 결과는 난청이 있는 사람들을 위한 음악 청취 경험을 개선하는데 Oticon More의 MyMusic이 큰 도움을 줄 수 있을 것이라 증명합니다.

 

도입

사람들이 음악을 듣는 이유를 파악하기 위해, 연구를 통한 설문조사를 실시했습니다. 그 결과, 단순히 휴식을 취하는 것 외에도 감정을 조절하기 위해 음악을 듣는 다는 것을 알게 되었으며, 뿐만 아니라 웰빙(well-being)에 필수적인 정체성과 소속감에 중요한 역할을 하는 것으로 나타났습니다(Laukka, 2006).

 

음악과 말소리의 차이

보청기 피팅은 주파수와 각각의 역동 범위를 정확한 목표 이득(Target gain)에 맞게끔 처방하기 위해 말소리 모델을 기 반으로 합니다. 그 결과, 말소리에 대한 명료도와 편안함 모두 최적화된 증폭 레벨이 생성됩니다. 그러나 음악과 말소리는 매우 다릅니다. 사람 성대의 제한된 구조로 인해, 음악은 말소리 보다 더 큰 역동 범위 및 주파수 범위를 가질 뿐만 아니라 크고 극적인 변화를 보입니다(Chasin and Russo, 2004). 더욱이 음악은 악기 유형, 앙상블(단독 또는 오케스트라 연주) 및 작곡 스타일에 따라 다르게 나타날 것입니다. 말소리와 음악의 주파수 대역폭과 역동 범위의 차이를 시각적으로 나타낸 것은 그림 1에서 볼 수 있습니다.

 

그림 1에서 볼 수 있듯이 음악은 소리 크기(Loudness)와 주 파수 측면에서 더 넓은 범위를 아우르고 있습니다. 따라서 말소리에 최적화된 처방에 소리 값을 맞추는 것이 반드시 좋은 음악 감상 경험으로 번역되는 것은 아닙니다. 일반적으로 보청기 사용자는 라이브 음악으로 감지된 음질이 더 나쁘다고 보고합니다(Madsen and Moore 2014). 음향적 차이와 보청기 사용자의 음악적 즐거움에 대한 어려움을 감안할 때, 위의 문제점을 극복하는 음악 프로그램이 확실히 필요합니 다. 이에 오티콘은 MyMusic이라는 음악 전용 프로그램을 개 발하였으며 이에 대한 수행 능력을 기존의 음악 프로그램/일반 프로그램과 비교하였습니다.

 

[그림1] 청각 시스템의 가청 능력 내에서 말소리 및 음악의 주파수-강도 범위. Vaisberg et al.(2017)

 

 

방법론(Methodology)

고객이 직접 음악의 주관적인 음질을 평가한다는 점에서  Man et al(2021)의 MUSHRA(Modified Multi Stimulus with Hidden Reference and Anchor) 방법이 사용되었습니다. 프로그램 별 선호도 조사를 위해 다양한 음악들을 녹음 후에, 다양한 정도의 청력 손실을 가진 23명의 테스트 참가자를 모집하여 녹음된 음악에 대한 선호도를 비교하고 평가하였습니다.

 

다음은 테스트에 대한 상세 내용입니다.

 

A : 제시되는 사운드 장면에 대한 설명이 인터페이스 상단에 제공되어 있습니다. 청취자가 자주 듣게 되는 음악 환경을 파악하기 위해, 다양한 음악 사운드 장면이 포함되어 있습니다(총 8개의 사운드 장면이 녹음, 6개는 순수 음악). 나머지 2개는 말소리 장면인데, 보청기 착용자가 의도적으로 또는 실수로 MyMusic 프로그램을 사용하는 경우, 이 프로그램이 말소리 신호를 어떻게 처리하는지 확인하기 위한 목적입니다. 8개의 사운드 장면은 라이브, 스테레오 및 스트리밍 장면으로 더 분리하였습니다. 라이브 장면(합창단, 락 콘서트)에는 실감나는 서라운드 사운드 시뮬레이션을 위해 16채널 어레이에서 앰비소닉(Ambisonic)으로 재생합니다. 팝송 클래식 음악과 깨끗한 말소리로 구성된 스테레오 장면은 "집에서 청취하는 것"과 같이 시뮬레이션 되었으며, 스트리밍 사운드 장면은 iPhone에서 보청기로 직접 스트리밍된 세 가지 자극을 포함하고 있습니다. 기차나 카페에서 음악이나 팟캐스트 청취 등의 시뮬레이션에서는 목표 자극보다 약 3-7dB 정도 낮은 배경 소음이 존재했습니다. 하단의 표 1은 요약을 제공합니다.

 

[표1] 모든 사운드 장면과 제시 레벨

 

B : 피검자는 녹음된 3가지 보청기 프로그램을 듣습니다 : MyMusic, 기존 음악프로그램, 말소리 기반의 오티콘 기본 프로그램. 청력 손실 범위는 Man et al(2021, 그림 3 참고)과 동일하게 세팅하였으며 청력도에 맞는 보청기로 녹음을 수행했습니다. 즉, 23명의 피검자는 자신의 청력 손실 정도에 가장 가까운 표준 청력도에 세팅된 보청기 녹음을 듣게 됩니다. 보청기 프로그램 음질을 정확하게 비교하기 위해 MUSHRA(Modified Multi Stirmulus with Hidden Reference and Anchor, 숨겨진 참조 앵커 멀티 자극 테스트)를 이용하였으며, 이는 각 평가음의 음질을 동시에 측정이 가능 합니다. 참고로 MUSHRA에서 Hidden Reference는 원음을 의미하며, Anchor는 원음에서 약간의 음질을 변화시킨 버전(일반적으로 7 kHz 또는 3.5 kHz의 Low-Pass Filter) 입니다. 엥커(Anchor)를 재생시키는 이유는 피검자가 테스트의 방법을 충분히 이해하고, 무작위로 평가하지는 않았는지 테스트에 대한 신뢰성을 확인하기 위함입니다. 이번 테스트에서는 앵커와 기존 음악 프로그램이 동일하게 세팅 되었습니다. 그러므로 신뢰도 있는 테스트 결과를 얻기 위해서는 이 둘의 점수가 유사해야 합니다.

 

C, D : 각 참가자는 각 사운드 장면에 대해 4가지 조건(3가지 보청기 프로그램 + 앵커 1개)을 듣고 화면에 표시된 등급 척도 0(매우 나쁨)에서 100(매우 좋음)까지 점수를 매기도록 요청했습니다. 이는 모든 테스트 조건에 대해 동일하며, 화면에 보이는 네 개의 조절창(Knobs)을 직접 조정하였습니다(그림 2).

 

[그림2] 테스트 인터페이스. 블라인드 테스트로 피험자는 1-4까지 버튼 중 어느 버튼이 실험 조건에 해당하는지 알지 못할 것입니다.

 

전체적으로 음질 평가에 중점을 두었기 때문에 선명도와 편안함과 같은 부분은 평가에서 제외되었습니다. 경도에서 중 도의 감각신경성 난청을 겪고 있는 23명의 참가자를 모집했습니다. 참가자의 연령 범위는 48세에서 83세 사이였으며 평균 연령은 68세였습니다(표준 편차 = 9.2). 그 중 7명은 음악 청취에 열정적이었으며, 나머지 16명은 일상적으로 음악 을 듣는 사람들이었습니다(테스트 전 음악 청취에 대한 설문 조사 수행). 테스트 과제에 익숙해지기 위해 여러 번 교육 진 행 후에 실제 테스트를 진행하였습니다.

 

[그림3] 표준 청력도 (Bisgaard et al 2010)와 유형 별 테스트 참가자 인원

 

결과

음악 장면에 대한 모든 등급 분포도는 다음의 그림 4와 같습니다. 이번 테스트에서는 앵커와 기존 음악 프로그램이 매우 유사하게 나왔기에 이 부분은 병합되었습니다. 확률 밀도 그래프(Probability density plot)를 이해하려면, 각 색상 곡선을 면적으로 생각해야 합니다. 그래프의 가로축을 보면 특정 영역에 속하는 등급의 비율을 결정할 수 있습니다. 예를 들어, 파란색 곡선(MyMusic)에서 영역을 제일 많이 차지하는 부분이 75-85 사이 인 것을 확인할 수 있습니다. 이것은 MyMusic이 참가자들에게 75-85의 점수를 여러 번 받았 음을 의미합니다. 한편, 진 회색 곡선(기본 프로그램)의 대부분은 20-30의 범위에 속하고, 연 회색 곡선(기존 음악 프로그램)은 주로 20-45 범위에 위치합니다. 음악 청취에 열정적 인 참가자와 일상적으로 음악을 듣는 참가자들의 결과를 비교한 결과 둘 사이의 의미 있는 차이가 발견되지는 않았습니다.

 

[그림4] 모든 데이터에 대한 확률 밀도 그래프 (Probability density plot)

 

이상의 그래프는 시각화에 불과하므로, 타 프로그램 대비 MyMusic의 선호도를 확인하기 위해서는 실제 통계 분석이 필요 합니다. 각각 다른 프로그램이 평가 점수에 미치는 영향을 확인하기 위해 8개의 일반화선형혼합모형(general linear mixed effect) 그래프를 생성하였습니다(그림 5). 이는 소리 장면/프로그램 별로 등급 점수를 눈으로 쉽게 확인 할 수 있습니다.

 

[그림5] 각 사운드 장면 별 보청기 프로그램 선호도 비교 그래프

논의

Oticon MyMusic은 다른 두 가지의 프로그램과 비교한 임상 테스트에서 뛰어난 성능을 보여주었습니다. 하지만 말소리 장면 (Speech Stereo)에서의 테스트 결과는 의아해하실 수도 있습니다. 음악과 관련된 소리 장면이 아님에도 불구하고, MyMusic이 기본 프로그램 보다 높은 평가를 받았기 때문입니다. 이는 보청기 압축(Compression)의 영향을 생각해볼 수 있습니다. 일반적으로 보청기 사용자는 조용한 곳에서 말소리에 대해 더 낮은 압축 비율(즉, 선형에 가까운 소리)의 소리를 선호하는 경향이 있습니다. 그 이유는 인식된 말소리에 대해 왜곡을 최소화하기 때문입니다(Boike and Souza, 2000; van Buuren, Festen 및 Houtgast 1999). 반면 소음이 들리는 환경에서는 다른 결과가 나타납니다. 음성 스트리밍(Speech Streaming)에서는 위의 결과와는 다르게, 기본 프로그램과 MyMusic이 통계적으로 차이가 발견되지 않았습니다. 소음 수준이 훨씬 더 높아지면 소리 압축으로 큰 소리를 편안하게 듣게 해주기 때문에 일반 프로그램의 선호도도 높다고 추측할 수 있습니다.

 

결론

Oticon MyMusic 프로그램은 광범위한 청력 손실, 음악 선호도를 가진 23명의 테스트 참가자들에게 모든 음악 소리 장면에 대해 기존 음악 프로그램, 기본 프로그램보다 훨씬 높은 평가를 받았습니다. 이는 라이브 음악 감상, 스테레오 음악 감상 및 음악 스트리밍 장면에 해당됩니다. 6개의 음악 소리 장면에서 Oticon MyMusic은 기존 음악 프로그램 보다 72% 보다 더 긍정적인 평가를 받았으며, 일반프로그램과 비교할 때도 마찬가지였습니다. Oticon MyMusic은 보청기 신호 처리의 모든 과정에서 음악의 고유한 속성이 고려되기 때문입니다. 청력 손실이 있는 사람들을 말소리와 음악에 대한 청취 요구 사항이 매우 다르기 때문에 Oticon MyMusic을 프로그램으로 선택하여 음악을 즐기는 것이 사용자의 만족도를 향상시킬 수 있을 것입니다.

 

 

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