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상아 후
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1 106 특집 : 하이브리드오디오 특집 하이브리드오디오 착해진텔레비전음량레벨 이상운 / 남서울대학교 I. 서론 필자는언제부터인가텔레비전을시청하면서리모콘을손에잡고보는것이습관이되어버린듯하다. 이는특정프로그램시청중의중간광고방송을잠시회피하거나다른채널로의신속한전환혹은다양해진채널들속에서선호하는채널로의신속한전환을위해서도필요하지만방송음량레벨의갑작스러운변화로인해신속히볼륨을줄이거나높이기위한목적으로도종종활용되어왔다. 이런행동은최근많은텔레비전시청자들에게서볼수있는공통적인모습이라고해도과언이아닐것이다. 텔레비전시청시겪게되는음량레벨의불균형은아날로그방송이디지털방송으로전환되면서방송프로그램음량의다이나믹영역이더욱증대되어아날로그시절보다더욱심각하게대두되었다. 이런음량불균형은동일한채널내에서프로그램전환시혹은시청채널을다른채널로전환할경우, 프로그램간혹은채널간의오디오레벨이서로달라발생되며, 과도한차이는편안한시청을방해하게된다. 사실이러한음량의불균형은디지털방송의오디오다이나믹레인지가확대된것외에시청률경쟁이치열해진방송사들의채널간혹은동일채널내프로그램들의시청률경쟁이주원인으로지적되기도하며, 이런문제는 Loudness War 라고도불리며그문제의심각성이더욱커져왔다 [1]. 텔레비전시청시에겪는음량불균형은시청자들의편안한시청을방해하기도하며, 특히청각적으로민감한유아들에게는청각손상과정서불안을야기시킬수도있다는연구결과도제시된바있다 [2][3]. 106 방송과미디어제 21 권 3 호

착해진텔레비전음량레벨 311 < 그림 1> 텔레비전음량불균형에따른불편 < 출처 : http://www.tvtechnology.com> 텔레비전음량불균형문제는국내뿐아니라디지털방송을도입한대부분의나라들에서공통적으로발생되었으며, 결국 ITU에서해결방안으로디지털방송음량기술기준을제시하였다.

참고로음악의장르별로적절한다이나믹영역은다음과같이제시되며다이나믹영역이깊을수록보다섬세하고풍부한소리의전달이가능해진다 [4].

2 착해진텔레비전음량레벨 311 < 그림 1> 텔레비전음량불균형에따른불편 < 출처 : 텔레비전음량불균형문제는국내뿐아니라디지털방송을도입한대부분의나라들에서공통적으로발생되었으며, 결국 ITU에서해결방안으로디지털방송음량기술기준을제시하였다. 이기술기준은미국, 유럽, 일본등의국가들에빠르게적용이되었으며, 우리나라도금년부터디지털방송음량기술기준및표준을적용하여방송을제공하도록법제화가되었다. 본고에서는디지털텔레비전방송음량측정기술및기준및국내외도입현황을소개한다. 다. 통상다이나믹영역은피크레벨과잡음레벨의중간에존재하는영역이며 db 단위로측정가능하다. 참고로음악의장르별로적절한다이나믹영역은다음과같이제시되며다이나믹영역이깊을수록보다섬세하고풍부한소리의전달이가능해진다 [4]. Symphony orchestra - 50dB Chamber music - 30dB Rock band - 20dB db Headroom Distortion Region Peak Level - Clipping Point Nominal Electronic Une Level II. 본론 1. 방송음량및다이나믹영역 SNR Dynamic Range 디지털방송으로전환되면서음량불균형이심화된기술적배경에는소리의다이나믹영역이관여한 < 그림 2> 다이나믹영역 Noise Floor 2016 년 7 월 107

312 특집 : 하이브리드오디오 < 그림 3> 재생방식에따른다이나믹영역 한편다이나믹영역은소리의재생이나저장방식과매체에따라서도차이가있으며, 구형포노그라프는약 30~40dB, 카세트테이프는약 50dB 정도이나디지털오디오에서는인코딩비트수에따라더욱그범위가넓어졌으며, 16bit 에서는약 96dB, 24bit 에서는약 144dB 로아날로그매체들에비해비약적으로증대되었다.

3 312 특집 : 하이브리드오디오 < 그림 3> 재생방식에따른다이나믹영역 한편다이나믹영역은소리의재생이나저장방식과매체에따라서도차이가있으며, 구형포노그라프는약 30~40dB, 카세트테이프는약 50dB 정도이나디지털오디오에서는인코딩비트수에따라더욱그범위가넓어졌으며, 16bit 에서는약 96dB, 24bit 에서는약 144dB 로아날로그매체들에비해비약적으로증대되었다. 따라서방송사간의경쟁에따른음량불균형의범위도더욱증가하여시청자들의불편이초래된것이다 [5]. 2. 음량불균형해소를위한 ITU의노력 ITU는디지털방송의보급직후부터디지털화에따른음량문제의심각성을인식하고 2000 년 9월부터 디지털오디오특성및측정관련연구 를시작하였으며, 2006 년에는디지털방송음량에대한기술표준을제정한다 [6]. 이기술문서에는 Tuepeak audio level 을포함한음량측정알고리즘이포함되어있으며, 모노, 스테레오및다채널오디오신호에적용이가능하며, 방송음량측정단위로 LKFS(Loudness K-weighted relative to Full Scale, db) 를사용한다. 이듬해인 2007년에는선제정된표준에부가설명을추가한 Algorithms to measure audio programme loudness and truepeak audio level, ITU-R Rec. BS 를제정하였다. 이음량측정알고리즘은각오디오의주파수에따른민감도특성등이고려되어각입력오디오채널별로측정하는방법을제시하며, 순간적측정부터누적측정방법등이포함된다. ITU는방송음량레벨측정방법의국제적통용을활성화하기위한실무지침서를 2010 년 3월에발간하였다 [7]. 그런데이측정알고리즘이묵음구간이많이포함되는프로그램에서는전체음량레벨을낮게측정하는문제점이지적되었으며, 이에대한 108 방송과미디어제 21 권 3 호

4 착해진텔레비전음량레벨 313 < 그림 4> 다채널오디오음량레벨측정알고리즘, ITU 보완방법으로게이팅기법이제시되었으며, 이기법을적용하여개선된음량측정방법및기준을 2011 년 3월에발간하였다 [8]. 게이팅이란일정레벨이하의음량레벨이일정시간이상지속될경우해당구간의측정치는음량산정에서제외하여음량측정값이보다청감에근사하게측정가능하게해주는기법으로샷이나퍼팅전에침묵을유지하는시간이긴골프중계나바둑중계등의프로그램음량의정확도를향상시킬수있게되었다. 3. 유럽동향유럽방송연합은 ITU 의관련연구및표준들이발표된이후 EBU 내에 PLOUD 라는전문가그룹을구성하여관련연구를시작하였으며, 그결과 EBU R 128 Loudness normalisation and permitted maximum level of audio signals 를 2010 년에발간하였으며, 2011 년과 2014 년두번의개정을하였으며, 이에근거하여디지털방송음량에대한규제를시행하고있으며, 방송프로그램의음량레벨을 -23LUFS 로하고오차범위를 ±1dB 로설정할것과피크레벨 (True Peak) 을 -1TP 이하로제정하였다. 이에따라여러유럽국가들이방송법, 정부단체또는방송사주도로방송음량규제시행하고있으며, 각국의판단에따라상업광고음량또는일부에서는방송프로그램과상업광고모두의음량을규제하고있다. 프랑스의경우는시청각최고위원회 (CSA) 에서국영방송사와광고기관등에 2011 년 12월 19일부터음량규제를시행하도록결정하여 2012 년 1월 1일부터상업광고, 2012 년 6월 1일부터라이브프로그램, 2012 년 12월 1일부터모든방송프로그램에대한음량정규화를단계적으로시행하였다. 특히, 규정을어기는방송사또는유통사에연간매출의 2% 까지벌금을부과할수있는규정을통해매우강력한규제를시행하고있는것이특징이다. 영국은텔레비전상업광고의음량레벨과관련하여방송통신산업관련규제기관인 Ofcom(Office of Communications) 에서규제를담당하며, 광고의최대음량은연결되는프로그램의최대음량과같도록하여시청자들이프로그램시청도중에텔레비전볼륨을조정하지않도록음량의불균형을최소화해야한다고규정하고있다. 독일의경우는 2012 년 8월 31일부터국영방송사인 ARD와 ZDF에서음량정규화를시행하고있고, 오스트리아는 2012 년 8월 31일부터상업광고를시작으로모든방 2016 년 7 월 109

5 314 특집 : 하이브리드오디오 송프로그램에대한음량정규화를시행하고있다. 이밖에도스위스, 네덜란드, 이스라엘, 이탈리아, 불가리아, 스페인, 덴마크, 핀란드, 스웨덴, 노르웨인등많은유럽국가들이 2012 년중에디지털방송음량정규화를시행중에있다 [9]. 음량레벨을 -24LKFS 로하고오차범위를 ±2dB, 피크레벨 (True Peak) 을 -2TP 이하로설정하였다 [9]. 6. 국내동향도입현황 5. 미국동향 2008 년 6월, 미상원상무과학교통위원회는일반텔레비전방송프로그램보다높은음량으로방송되는상업광고의음량을일정하게유지하도록하는법안을발의했으며, 2010 년 9월상업광고음량경감법 (CALM Act:Commercial Advertisement Loudness Mitigation Act) 으로명명되어상원을통과하였다. 통과된법안에서는지상파, 케이블방송사업자, 위성방송사업자및다채널비디오프로그램공급자 (MVPD: Multi-channel Video Programming Distributor) 가상업광고의음량이정규프로그램음량이상으로송출되지않도록 ATSC 의규격을채택할것과 FCC 가 1년이내에이법안을집행하도록규정하였다. 이에따라 FCC 는 2011 년 12월 13일 CALM Act 를실현하기위한세부규정인 FCC Report and Order(R&O) 를발표하였다. FCC R&O 는 CALM Act 를실현하기위한세부규정을채택한문서로, 2012 년 12월 13일부터디지털방송에서일반프로그램보다음량이높은상업광고의전송을금지하고있다. R&O 의규정은디지털 TV 방송사업자, 디지털케이블사업자및기타디지털다채널방송서비스사업자모두에게적용되며, 방송을송출하는방송사업자와다채널비디오프로그램공급자에게디지털로전송되는모든상업광고가 ATSC A/85 RP 표준에따라전송될수있도록하는책임을부여하고있으며, 기준 아날로그방송의디지털전환에의해심화된텔레비전음량불균형문제는국내에도예외없이심각한문제를야기하였다. 또한국내 ITU-R 연구위원회에서 ITU 방송분야를담당하는 ITU-R 연구위원회방송분과에서 ITU 의관련연구동향이논의되면서이의도입필요성이제기되었다 [10]. 이후디지털텔레비전음량관련현황이조사되었으며, 디지털텔레비전음량기준및시스템도입방안이제시되었다 [11]. 결국에는 2014 년 5월 28일국회에서방송법에해당내용이포함되어방송법개정이이루어졌다. 개정의주요내용은 시청자들의불편함을해소하기위하여디지털방송프로그램의표준음량기준을마련한다는것이고, 디지털방송프로그램의표준음량기준을정하여고시하도록함 ( 제70조의 2 신설 ) 이다. 이에근거하여동년 11월 28일에는 디지털텔레비전방송프로그램음량등에관한기준 이제정고시되었으며, 그주요내용은다음과같다 [12]. 제3조 ( 표준음량기준 ) 1 디지털텔레비전방송프로그램의표준음량은평균음량을 -24 LKFS 로하며, 운용상의허용오차는 ±2dB 이내로한다. 적용대상사업자 1. 지상파방송사업자 ((DMB 제외 ) 2. 종합유성방송사업자 3. 위성방송사업자로방송채널을직접사용하는사업자 4. 방송채널사용사업자 5. 중계유성방송사업자 6. 전송망사업자 7. 방송광고판매대행사업자시행일 : 2014 년 11월 29일 110 방송과미디어제 21 권 3 호

착해진텔레비전음량레벨 315 방송법및기술기준과는별도로음량측정및관리를위한보다상세한내용은 TTA에서기술표준으로제정되었으며, 두건의제정및 1회의개정이있었으며, 그내용은다음과같다 [13][14]. 가. 표준번호 : TTAK.KO-07.

6 착해진텔레비전음량레벨 315 방송법및기술기준과는별도로음량측정및관리를위한보다상세한내용은 TTA에서기술표준으로제정되었으며, 두건의제정및 1회의개정이있었으며, 그내용은다음과같다 [13][14]. 가. 표준번호 : TTAK.KO , 표준제목 : 디지털방송음량레벨운용기준, 제정일 : 2013 년 10월 10일, 개정일 : 2015 년 06월 23일주요내용 방송사업자가제공하는디지털방송프로그램의음량을일정한수준으로유지하기위해요구되는음량레벨운용기준, 음량측정방법, 시스템요구사항등을규정 나. 표준번호 : TTAE.IR-BS , 표준제목 : 오디오프로그램음량및트루피크음량레벨측정알고리즘, 제정일 : 2014 년 12월 17일주요내용 방송프로그램생성및교환시이용할수있는객관적인오디오음량측정방법과트루피크레벨측정방법 2014 년 11월 28일에고시된 디지털텔레비전방송프로그램음량등에관한기준 은 1년 6개월의유예기간을두고 2016 년 5월 29일부터시행되었으며, 관련하여해당업무주무관청인중앙전파관리소에서업무지침을예규로제정하였다. 해당예규에는 < 그림 5> 음량기준관리체계 < 표 1> 음량기준위반시조치및벌금부과기준 위반행위 위반정도 과태료부과금액 1. 동일채널의음량기준위반횟수 1회시 자체시정지시 2. 동일채널의위반횟수 2회시 (1차과태료 ) 기준금액 (700만원) 3. 동일채널의위반횟수 3회시 (2차과태료 ) 직전부과금액의 50% 가산 시행령별표4의제17호및제18호 4. 동일채널의위반횟수 4회이상시 기준금액의 100% 가산 5. 의견제출기한내과태료납부 기준금액의 20% 감경 6. 직전위반일로부터 1년이상경과이후동일한채널에서 위반행위가재발생한경우 자체시정지시 2016 년 7 월 111

7 316 특집 : 하이브리드오디오 방송프로그램음량관리및적합여부측정방법과해당방송법령위반자행정처분및과태료부과절차등이명시되어있으며위반시의구체적인조치및벌금부과기준은 < 표 1> 과같고관리체계는 < 그림 5> 와같다 [15]. 7. 관련법시행전후국내디지털텔레비전음량현황변화국내주요방송사들은방송환경이디지털로전환된이후아날로그방송때보다도더욱넓어진다이나믹영역등으로인해디지털방송의오디오레벨에대한기준설정및관리의필요성을대부분공감하고있었으나, 대부분의방송사들이구체적인기준의설정이나관리방법들을확보하지않은상황이 었으며, 전국방송네트워크를가진모방송사는이문제해결을위한전담조직을구성하였으나별성과가없었으며, 또다른방송사는내부적으로적용해야하는디지털방송오디오레벨관리기준을마련하여사내에배포하고이의사용을권장하고있었으나, 국제표준과는부합하지않는기준이었다. < 그림 6> 은해당방송사의자체음량관리기준을반영하고있다 [10] 년도에국내대표방송사들인 KBS1, KBS2, MBC, SBS 등지상파방송사들을대상으로음량레벨측정이이루어졌으며, 2011 년도에조사된 4개채널누적음량레벨평균치는 LKFS 로 ITU-R 국제기준치보다평균 6.6 db 높은것으로조사된바있다. 이때가장높은채널이 LKFS 로국제기준치대비 7.3 db, 가장낮은채널 < 그림 6> 기술기준도입전국내모방송사의자체음량관리기준예 112 방송과미디어제 21 권 3 호

8 착해진텔레비전음량레벨 317 은 LKFS 로 5.7 db가높았다. 누적평균과함께음의최고치를나타내는 True Peak 치의경우역시국제표준인 -1dBTP 보다평균 1.5dB 높게방송이되고있어음량표준의적용이요구되는상황이었다 [16]. < 표 2> 2011년국내지상파방송사음량레벨현황 ( 누적평균, dblkfs) 방송사 누적음량레벨 국제기준대비편차 A B C D 평균 < 표 3> 2011년국내지상파방송사음량레벨현황 ( 피크레벨, dbtp) 이후동일한채널들에대하여 2013 년도에측정된결과를실펴보면 4개채널모두음량레벨이증대되었으며, 낮게는 1.0dB 에서높게는 2.3dB 까지증가되어디지털텔레비전음량전쟁이보다더심화되고있음이확인되었다. < 표 4> 는 2011 년대비 2013 년도의지상파방송사 4개채널의누적음량평균치변화를보여준다 [16]. < 표 4> 2011 년과 2013 년국내지상파방송사음량레벨비교 ( 누적평균, dblkfs) 방송채널 2011년도 2013년도 변동 A B C D 평균 방송채널투루피크레벨국제기준대비편차 A B 1 2 C D 평균 년도에측정된지상파 4개방송채널들의음량은더욱높아져서평균값이 -13dB 까지증대되어디지털텔레비전음량문제가최고도에달하였 < 그림 7> 지상파 4 개방송채널음량레벨변화추이, 2011 년, 2013 년및 2015 년도 2016 년 7 월 113

9 318 특집 : 하이브리드오디오 < 표 5> Loudness 기술도입전후비교 다고평가된다. < 그림 7> 은 2011 년, 2013 년및 2015 년도에측정비교된지상파방송 4개채널의평균음량레벨의증가추세를보여준다 [17]. 디지털텔레비전음량문제는음량기준을반영한방송법과기술기준등이본격적으로시행되는 2016 년 5월 (29일 ) 을전으로하여현저하게개선이된것으로분석된다. < 표 5> 는지상파방송채널 3 개의음량기준적용전후의변화를보여준다. 측정이이루어진 3개채널모두기준을적용한이후기준치인 -24dB +- 2dB를만족함을알수있다. 특히기준적용이전에는 db로기준치보다무려 10dB 높은음량레벨을방송을하던채널이 - 24dB 로측정되어지상파방송사들의음량기준준수가잘이루어지고있다고판단된다 [18]. III. 결론 본고를통하여아날로그방송이디지털로전환되면서대두된디지털방송음량불균형문제를해결하기위한연구와제도적도입이국제적으로이루어졌으며, 국내에도 2009 년부터도입필요성이제기되고관련연구와제도적도입을위한정부와방송사들의노력이좋은결실을맺고있음을확인할수있었다. 향후지상파방송채널들뿐아니라종합편성채널들을비롯한유료방송채널들에대한측정분석이이루어질예정이다. 본음량기준은시청자들의편한시청과국내방송콘텐츠의국제적인위상을높이는데도기여할수있을것이기에조기정착을위한노력이지속적으로경주되어야할것이며, 텔레비전정착이후에는라디오등타분야로의확산노력이이루어져야할것이다. 114 방송과미디어제 21 권 3 호

착해진텔레비전음량레벨 319 참고문헌 참고문헌 [1] Earl Vickers1, The Loudness War: Background, Speculation and Recommendations, AES 129th Convention, San Francisco, CA, USA, 2010 November 4-7 [2] CHILDREN AND NOISE,

10 착해진텔레비전음량레벨 319 참고문헌 참고문헌 [1] Earl Vickers1, The Loudness War: Background, Speculation and Recommendations, AES 129th Convention, San Francisco, CA, USA, 2010 November 4-7 [2] CHILDREN AND NOISE, WHO, 2009 [3] RACHEL NALL, Dangerous Noise Levels for Infants, Livestrong.com, 2015, 6.15 [4] John Tomarakos, Relationship of Data Word Size to Dynamic Range and Signal Quality in Digital Audio Processing Applications [5] Dynamic Range Compression Pt 1 - What Is Dynamic Range?, [6] Algorithms to measure audio programme loudness and true-peak audio level, ITU-R Rec. BS.1770, 2006 [7] Operational practices for loudness in the international exchange of digital television programmes, ITU-R Rec. BS.1864, 2010 [8] Algorithms to measure audio programme loudness and true-peak audio level, ITU-R Rec. BS , 2011 [9] 조용성, 정준영, 최동준, 허남호, 오경석, 국제방송음량표준화및규제추진동향, TTA Journal, Vol. 142, 2012 [10] 이상운외, 디지털방송음향레벨기술표준화연구, 한국방송통신위원회국립전파연구원, [11] 이상운외, 디지털방송프로그램음량기준및시스템도입방안연구, [12] 디지털방송프로그램의표준음량기준, 미래창조과학부, [13] TTAK.KO , 디지털방송음량레벨운용기준, 제정 2013 년 10 월 10 일, 개정, 2015 년 06 월 23 일 [14] TTAE.IR-BS , 오디오프로그램음량및트루피크음량레벨측정알고리즘, 2014 년 12 월 17 일 [15] 디지털텔레비전방송프로그램음량기준등에관한업무지침. 중앙전파관리소, 2016 년 5 월 27 일 [16] 이상운, 조용성, 김재경, 디지털 TV 방송음량에대한연구 통신위성우주산업연구회논문지제 80 권제 4 호, [17] 이상운, 이지혜, 김정길, 국내디지털방송라우드니스분석, 2015 년한국방송공학회추계학술대회논문집, [18] Lee SangWoon, A Study on the Loudness of Korean Digital Television Broadcast, KOBA Conference, 필자소개 이상운 - 연세대학교전기전자공학박사 년 ~ 2005 년 : MBC 기술연구소 년 ~ 2009 년 : 연세대학교차세대방송연구센터연구교수 년 ~ 현재 : 남서울대학교멀티미디어학과교수 / 멀티미디어방송연구센터소장 2016 년 7 월 115

(JBE Vol. 22, No. 5, September 2017) (Regular Paper) 22 5, (JBE Vol. 22, No. 5, September 2017) ISSN

(Regular Paper) 22 5, 2017 9 (JBE Vol. 22, No. 5, September 2017) https://doi.org/10.5909/jbe.2017.22.5.652 ISSN 2287-9137 (Online) ISSN 1226-7953 (Print) a), b) A Study on Loudness Standards for Digital