디지털필터에 관해서 4

다 써놓고 나서도 무언가 아쉬움이 남아 계속 뒤져보고 상상해보고 어쩌다 보니 글 하나어치 분량이 나올만큼 뭐가 더 정리가 돼버리네요
그래서 뽀너스 느낌으로 한편 더 갑니다

기억을 되살려서, 필터에는 리니어필터와 미니멈필터의 두가지가 있다고 했었죠
리니어는 정확히는 리니어페이즈필터이고, 왜 리니어라고 부르냐면 위상이 틀어지거나 하지 않고 대역 전체에 걸쳐 평평해서 리니어페이즈입니다
제로페이즈라고도 하는데, 이건 위상의 기울기가 없이 전 대역에서 동시에 응답이 이루어지므로, 즉 위상그래프가 수평이라서 0으로 부르는 것으로 보입니다
그리고 미니멈페이즈필터 또는 제로레이턴시필터 또는 아포다이징필터라는게 있는데요
미니멈은, 위상이 틀어지긴 하지만 전반적인 레이턴시가 최소화된다는, 다시말해 리니어페이즈보다 필터링 후 신호가 출력될 때 까지 걸리는 시간이 훨씬 적다는 특성에 주목한 이름입니다
제로레이턴시도 뭐 그런 느낌이겠고, 아포다이징은 물고기 지느러미나 뱀발같은걸 잘라내는 의미라고 하네요
여기서 아직 제가 확실하게 판단내리기 어려운게 있는데요
잘라내는 뱀발이 임펄스의 앞에 있는 프리링인지, 아니면 컷오프주파수의 오른쪽에서 왼쪽으로 데칼코마니되는 알리아싱노이즈를 뜻하는건지 아직도 아리송합니다
명확히 얘기한건 아직 못 찾았고 여기서는 이 얘기를 애매하게, 저기서는 저 얘기를 어중간하게 하는 식이었거든요
그 분들도 잘 모르는 듯 하고 아마 메리디안의 시니어 엔지니어정도는 되어야 처음에 그 이름 붙일 때 어떤 의도였다는 대답을 해줄 수 있을 것 같은데, 반드시 캐내야만 할 중요한건 아닌 것 같으니 모르겠다는 식으로 넘어가봅니다
아니, 프리링을 없애는 쪽에 베팅하고 턴을 마치겠습니다
그리고, 정정할게 하나 있는데요
전에 쓴 내용중에 리니어가 더 먼저 쓰이던 방식이고 더 널리 쓰임, 미니멈은 새로운 기술임. 뭐 이런 식으로 돼있었잖아요
다시 쭉 뒤져보니까, 특히 pc에 연결하는 테이블탑이나 엔트리급, 엄청 비싸지 않은 감상용, 휴대기기종류 중에는 미니멈필터방식을 쓰는게 상당히 많더라구요
알아내고 나서 측정결과들을 다시 죽 보고 있자니, 미니멈필터가 오히려 더 많은건 아닌가 싶은 느낌을 받을 정도로 앞에 머리쪽만 울퉁불퉁한 사각파 그래프만 눈에 띄더라구요
하여간 본론으로 넘어갑니다

전에 올렸던 이미지인데 다시 보니까 정말 생생하게 기억이 나시죠?
빨간게 리니어 파란게 미니멈이잖아요
미니멈필터 임펄스그래프의 특징이 프리링은 없고 포스트링만 왕창 따라나온다는거죠
적지않은 분들이 그래서 보기 편하라고 두가지 그래프를 저런 식으로 겹쳐놨다는 인상을 처음에 받으셨을 것 같습니다
일단 저는 그랬습니다
그런데, 저기 위에도 써놨지만, 미니멈필터의 특징이 위상은 틀어지지만 전반적으로 반응이 빠르다는 거잖아요
미니멈필터를 거치면서 위상이 어떻게 변하는지를 보여주는 측정그래프를 못 찾아서 앞서의 1 2 3번 글을 썼을 때에는 이걸 언급을 못 하고 살짝 넘어갔는데요
밑에 x축이 샘플이라고 씌여있는데, 시간이라고 봐도 맞습니다
즉 저 그래프를 통해 우리가 두가지 필터의 프리링 포스트링 각각의 양태가 어떤지도 알 수 있지만, 또한 신호를 집어넣고 그게 출력될 때 까지 걸리는 시간이 얼마나 차이나 나는지에 대해서도 알수 있습니다
샘플링레이트가 44100Hz인지 48000Hz인지 아니면 그보다 더 높은건지는 알려주지 않았으니 시간으로 몇밀리초인지 몇마이크로초인지는 모릅니다
그냥 주어진걸로만 비교를 해본다면, 미니멈필터를 통과하면서 신호는 약 8샘플만큼 지연이 되었습니다
그리고 리니어필터의 경우는 약 60샘플이 지연되었습니다
1/7정도로 시간이 단축되었다는것이, 리니어페이즈에 대비되는 미니멈페이즈와 제로레이턴시라는 이름의 의의되겠습니다

하나 또 볼까요
여기서의 미니멈페이즈는 한 8이나 9샘플정도 지연됐고 리니어페이즈는 130샘플정도 되지 싶군요
이 그래프에 이런 의미가 있는거였어요
헬지 스마트폰 쓰시는 분들, 플레뉴 쓰시는 분들, 필터 설정하는 화면의 임펄스그래프 보면 x축의 위치가 다 조금씩 다르잖아요
뭘 의미하는건진 잘 모르겠다만 이거 비슷한 모양인데 그냥 같은 자리에 맞춰놓지 왜 하나는 왼쪽 끝에다가 그나마 반정도 가려놓고 다른거는 또 뭐하자고 가운데다 놔가지고 눈을 번잡하게 하는건지 불만스러우셨죠?
이게 그 이유입니다
헬지mc사업부랑 코원의 엔지니어랑 홍보직원들이 해야 마땅할 일을 제가 해버렸네요
거기 직원이나 관계자중에 영디비 찾아와서 모니터링 하는 분이 계시긴 할겁니다
꼭 회의에서 공유해주세요
당신들이 아는거니까 남들도 당연히 다 아는게 아니고, 니가 모르는 채 퇴근 언제하냐는 일념만으로 질문 없이 넘어갔다고 남들도 모르고 넘어가도 되는것이 아니에요

자 그러면 다음으로, 미니멈페이즈가 반응이 더 빠른건 알았는데, 그러면 미니멈이 더 좋은거죠
다만, 블투이어폰 같은거랑은 딜레이의 단위수가 아주 많이 차이나기 때문에 리니어필터모드로 동영상을 보면 싱크가 안 맞거나 하지는 않습니다
그런데, 그렇게 좋기만 한거면 진작에 음향기기가 전부 미니멈으로 다 넘어가서 천하통일이 돼야 하는데, 그렇지는 않잖아요
왜냐면 위상응답이 가청주파수 안에서 주파수에 따라 다르게 나타나고, 그 때문에 음색도 왜곡 혹은 변조가 생겨서 음악을 듣는 만족도에 어떤 식으로든 나쁜 영향을 주기 때문이라는거죠
그러면 이제 미니멈필터의 위상이 틀어지는게 어떤 식으로 틀어지는지도 봐야겠지요

측정에 쓰인 dac는 마이텍의 브루클린이랍니다
왼쪽 위 임펄스랑 가운데 사각파만 보고 아, 리니어, 이제 딱 나와야 됩니다
여기서는 임펄스의 지연이 1밀리초라고 나오네요
오른쪽 위 주파수그래프는 그냥 한번 봐주고 넘깁니다
아래 그래프는 지연그래프인데, 굴곡 없이 뒤틀림 없이 평탄한걸 알 수 있죠



또 다른 리니어필터의 측정그래프입니다
대충 거의 같은데, 주파수그래프의 롤오프 기울기가 다르죠
저 위의 가파른건 패스트롤오프, 이렇게 완만한건 슬로우롤오프라고 부르면 됩니다
이를 통해, 주파수그래프에서의 롤오프의 기울기가 리니어인지 미니멈인지와 반드시 관련있지는 않을거다, 만들기 나름이다. 이렇게 추측할 수 있겠습니다
좌우간 역시 지연그래프, 혹은 위상그래프는 전체적으로 평평합니다
그리고 이 측정그래프에서 한가지 아쉬운게 있는데, 임펄스그래프에는 지연이 얼마나 된건지가 시간단위로 표시가 되어있잖아요
그런데 아래 딜레이그래프로는 지연이 얼마나 되었다는 것인지를 정확히 알아보는게, 아니 임펄스그래프와 간편히 맞춰볼 수 있도록 하는 시간표기가 제대로 안 되어있는 것으로 보여요
딜레이그래프는 그냥 모양만 보시기 바랍니다
어쨌든 슬로우롤오프 리니어필터의 임펄스지연은 한 0.35밀리초 또는 350마이크로초입니다
같은 리니어인데도 차이가 꽤 나네요
 

끝으로 미니멈필터입니다
일목요연하죠?
주파수그래프의 롤오프가 패스트롤오프 리니어랑 거의 비슷하네요
그리고 임펄스지연도 한 340~350마이크로초로 역시 패스트롤오프 리니어와 거의 차이가 없는게, 독특하네요
중요한건 딜레이, 아니, 대역간의 딜레이 차이죠
왼쪽 끝이 1000Hz로 시작하고, 한 3000~4000Hz까지 가서도 그래프 높이가 거의 안 올라오다가 기울기가 지수함수적으로 쭈욱 위로 치솟는군요
왼쪽 y축의 단위가 밀리초라고 하니까, 그래프에 그려진 가장 높은 부분인 18000Hz의 소리가 1000Hz와 그보다 낮은 주파수의 소리에 비해 거의 0.1밀리초정도 늦춰져서 출력이 될겁니다
그래프를 더 위까지 확장하면 아마 20000Hz 끝부분의 지연은 0.2밀리초정도까지 달할 것 같군요
그러니까 음색이 다르게 들리는게 잘 느껴지려면, 나아가 미니멈필터의 음색적 왜곡을 좀더 잘 느끼고 싶다면, 몇천에서 만몇천대의 아주 높은 주파수의 정보가, 가급적이면 톤이 있는 선율악기의 지속음 성분이 엄청 많이 담긴 음악이어야 한다는 얘기지요
그러나 반면 리니어필터의 알리아싱 노이즈에 의한 똥물 데칼코마니 왜곡도 그 정도쯤에 있습니다
또한, 이를 통해 미니멈필터에 의한 음색의 변형은, 실험자가 그래프를 1000Hz부터 시작하도록 표시한 것에서도 알 수 있듯, 아주 넓게잡아 1000Hz보다 낮은 주파수에서는 없다! 는 것을 알 수 있겠습니다
적어도 브루클린에서는요
미니멈필터모드의 다른 dac는 분명히 이거랑 똑같지가 않겠지만, 거의 고만고만하게 비슷할겁니다
한편, 이처럼 전 대역에서 동시에 응답하거나 하는게 아니라 넓은 대역에 걸쳐서 서로 다른 타이밍으로 출력되는 것을 군지연group delay이라고 부릅니다
군지연은 누적될 수 있습니다
미니멈필터모드로 출력된 신호를 인풋으로 넣어 저장한걸 리니어필터모드로 다시 빼면, 그 소리는 미니멈필터의 모양이라는 얘기죠
파형의 왜곡이 생긴다는 단순한 문제가 아니라, 디지털영역 안에서의 시간에러 때문에 정보 자체가 심하게 망가집니다
0.1밀리초면 1/10000초인데, 미니멈필터를 한번 거친 것 만으로 벌써 음악파일의 1/44100초 또는 동영상의 1/48000초라는 샘플링레이트와 동등한 스케일의 오류가 생긴거에요
미니멈모드 출력을 저장한 후 재생하고 또 그대로 또 그대로 피드백하는 것으로 군지연을 증폭시켜서 하이햇이랑 킥드럼 타격시점을 누가 뭘로 들어도 표날 정도로 어긋나게 하는 것도 가능하다는 말이고, 그리 되기 훨씬 이전에 음색이 굉장히 드럽게 째지기 시작할겁니다
100% 확인하지 못 했기 때문에 100% 장담할 수는 없지만, 그런 이유로 인하여 프로덕션용 dac나 디지털콘솔등의 라인아웃, 그리고 스탠드얼론으로 영상작업 등에 매우 널리 쓰이는 맥 pc의 오디오출력단은 리니어필터로만 만들어야 한다는 얘기도 있었습니다
시청과 감상으로만 쓰일 가정용, 가전, 하이파이 카테고리의 오디오장치는 반대로 미니멈필터를 적극 채택하지 않을 이유는 없는 것이겠구요

마무리로, 필터모드 조정이 열려있는 플레뉴 기기의 알쏭달쏭한 설명을 조금 해석해보겠습니다
p2(p2mk2), 그리고 몇일 전에 발표되었다는 v죠
칩 제조사가 p2는 아사히카세히, v는 시러스로직으로 각각 달라서 그래프로 보이는 모양도 각각의 이름들도 조금 다릅니다

먼저 출시된 p2부터
6가지가 있군요
갖고계신 분이 계시다면, 경험과 느낌에 대해서 조금 덧붙이고 가르쳐주시면 좋을 것 같다는 말씀을 우선 드립니다
제가 이걸 청음매장에서 정신없이 5분정도 그냥 곡만 골라서 들어봤을 뿐이라 필터를 바꿈으로써 소리가 얼마나 어떤 식으로 변하는지는 모르거든요
모르는 처지에서 지금까지 공부한 내용으로 미루어, 표에서 맨 왼쪽에 사운드타입, 네번째 리마크는 주목해줄 필요가 없는 허세 뻘소리 같습니다
임펄스 모양과, 필터이름 두가지만 있으면 돼요
다섯번째 에지는 뭐에 대한건지 모르겠네요저한테 이게 뭐라고 설명해줄 수 있는 분이 코원의 기술분야 임직원중에 한명도 없을거라는데에 소심하게 10000원 걸어봅니다
다시 말씀 드리지만, 실 사용자님의 경험과 의견을 바랍니다 제가 이걸 갖고있지 않아서 놓치거나 등한시한게 있을 수밖에 없거든요
위에서부터, 1번 슈퍼슬로우롤오프는 링이 없군요
그래프만 보면 로패스를 거치지 않는 방식 같습니다만 그러진 않겠죠
깁스 페노메논에 따르면 주파수 상한이 막혀있으면 링잉이 생긴다잖아요
이름도 롤오프가 슬로우도 아니고 수퍼슬로우, 주파수응답이 바닥에 닿는 대역이 오른쪽으로 아주 먼 곳에 있겠구나, 그런 식으로 머릿속에 그려지네요
그런데 그래프 모양이 임펄스인지 사각파 꽁무니만 보여주는 건지 아리송하네요칩셋 제조사의 ppt 작성한 직원이 뭔지 모르는 채 종이에 끄적여준 대로 대강 포샵질 한 듯
2번 숏딜레이-슬로우롤오프는, 딜레이가 숏이고 임펄스가 왼쪽에 붙어있는 것으로부터 미니멈필터일 것이다, 지연을 극도로 줄였다는구나. 정도까지 추리할 수 있습니다
그리고 포스트링이 하나만 붙어있으니까 1번에 비해서는 로패스 컷오프가 조금 낮은건가? 하고 의심해볼 수 있겠지요
3번 슬로우롤오프는 앞뒤에 링이 붙어있고, 임펄스가 가운데에 자리잡았고, 리니어겠네요
롤오프도 슬로우라 하구요
여기서 중간점검
1 2 3번은 다른 옵션에 비해 안티알리아싱이 좀 약하게 걸릴거라고 짐작할 수 있습니다
물론 측정왕 p2인지라 필터 바꿔가면서 측정한다고 숫자가 팍팍 변할리는 없!
다음 4번 로우디스퍼젼
프리링도 약간 있긴 한데 크게 봐서 미니멈필터 형태죠
여기서의 디스퍼젼, 즉 확산은 위상응답의 흩어짐을, 다시말해 군지연을 뜻합니다
미니멈필터인데, 고주파음의 출력이 상대적으로 늦춰지는 정도가 좀 덜하다는 얘기죠
프리링이 약간 생기는 이유가 거기에 있습니다
5번 숏딜레이-샤프롤오프
이건 걍 미니멈입니다
6번 롱딜레이샤프롤오프
이건 걍 리니어구요
참고로 얼마 전 영디비에 올라온 p2 측정리뷰 내용중에 사각파출력을 측정한 그래프의 움짤이 있는데요
브로셔의 파형 그림이랑 좀 다릅니다-_-
그 모양대로만 보면 1 3 6 4번이 리니어필터스러운 모양인데 뒷순서로 갈수록 링잉이 조금씩 컸고, 5번은 아주 전형적인 미니멈필터, 2번은 링이 많이 억제된 미니멈필터처럼 보이네요
음-_-

다음, 신제품 v도 보겠습니다

여기에는 다섯가지가 있습니다
조금 다르네요
이쪽이 쪼.끔. 더 간결하게 본질을 설명하고 있지만, 여전히 무성의합니다
1번 패스트-로레이턴시는 주파수의 롤오프가 가파른 미니멈입니다
위에 큰 그래프에도 임펄스가 왼쪽에 붙어있고 아래 x축에 지연시간이 나와있죠
그래프만 공개하면 뭐하니 해석을 해줘야지..하는 생각도, 열심히 공부해서 알아보게 된 후에나 할 수 있는거라고 생각합니다
아무튼 2번 패스트-페이즈콤프
뭘까요
제조자측이 확실히 안 알려주니까 제 맘대로 해석합니다
comp는 compensate의 줄임말일겁니다
그냥 처음 보고 떠올랐거든요
맞으면 잘했다 틀리면 그게 아니라.. 코원측의 해명 바랍니다
근데 뻔히 그냥 리니어네요
3번 슬로우-로레이턴시는 주파수 롤오프가 완만해서 더 높은 주파수까지 가서 떨어지는 미니멈이겠지요
1번이랑 주파수응답의 상한만 빼고 다 같으므로, 같은 와꾸에서 포스트링이 약간 줄어드는 대신 안티알리아싱은 상대적으로 약하게 적용됩니다
4번 슬로우-페이즈컴프는 롤오프가 완만한 2번입니다
역시 링이 약간 덜, 알리아싱은 약간 더 생길겁니다
리니어랑 미니멈 구분하는 것도 쉽지 않은 일인데 미니멈 두종류 리니어 두종류를 거의 비슷하게 따로 해놓는다고, 뭐가 될지, 회의적인 생각이 드는군요
5번 논오버샘플링........은...........제가 전의 글에서 말씀드렸던 idsd의 비트퍼펙트와 같은 모드인 것 같습니다
ifi의 설명만 봤을 땐 단순하게 로패스필터링만 안 하고 쌩으로 밀어내거나 컷오프를 저 멀리 높은데로 보내버렸다거나 그 정도로 생각했는데, 오버샘플링 얘기가 나오니까 많이 헷갈리네요
디지털필터라는게 샘플링레이트의 절반정도쯤에 포지션 잡고 로패스를 냅다 걸어버리는 그런 정도로 생각해오고 있었는데, 그게 아니라 내부에서 신호의 오버샘플링도 한번 하고 나서 그거에다 필터링을 한다는 얘기인건가 하는 생각이 드는데요
하나도 모르겠습니다 이건
코원느님들 어서빨리 뭔지 좀