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민서 순
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1 Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society Vol. 12, No. 6 pp , 2011 DOI : /KAIS 강덕훈 1, 신범주 1*, 전계록 2, 왕수건 3 1 부산대학교생명자원과학대학바이오메디컬공학과, 2 부산대학교의학전문대학교의공학교실, 3 부산대학교의학전문대학원이비인후과학교실 Development of Linux based Real-Time Spectrum Analyzer for Puretone Audiometer Deok-Hun Kang 1, Bum-Joo Shin 1*, Gye-Rok Jeon 2 and Soo-Geun Wang 3 1 Department of Biomedical Engineering, College of Natural Resource and Life Science, Pusan National University 2 Department of Biomedical Engineering, School of Medicine, Pusan National University 3 Department of Otolaryngology, School of Medicine, Pusan National University 요약순음청력검사기는청력의손실여부를측정하기위해사용되는중요한의료기기이기때문에 IEC와 ANSI에서는순음청력검사기와관련된표준을제시하고있다. 본논문은순음청력검사기가표준을준수하는지검사하기위해개발한리눅스기반실시간스펙트럼분석기에대해기술한다. 본논문의실시간스펙트럼분석기는청력레벨측정뿐아니라 IEC에서규정하고있는주파수정확도, 청력레벨선형성, 고조파왜곡, 단속음, 협대역잡음에대한규정준수여부를판단할수있는기능을제공한다. 개발한실시간스펙트럼분석기를상용보정시스템과비교하여검증한다. Abstract Because the puretone audiometer is an important medical instrument used to diagnose hearing loss, the IEC and ANSI has been published a specification with which audiometer should comply. This paper describes development of Linux based real-time spectrum analyzer which is dedicated to puretone audiometer. It can measure not only hearing level but also compliance of IEC standard for puretone audiometer such as frequency accuracy, harmonic distortion, pulsed tone, narrow band noise and linearity. We have verified our real-time spectrum analyzer through comparing to commercial product. Key Words : Audiometer Calibration, Linux based real-time spectrum analyzer, Sound Level Meter 1. 서론 순음청력검사기 (puretone audiometer, PTA) 는주파수별청력손실의정도와유형을평가하기위해가장널리사용되는중요한검사기기이다. 순음청력검사기의청력측정결과에대한신뢰성을보장하기위해한국산업안전보건공단에서는순음청력검사에관한지침 (H )[1] 을규정하고있다. 이지침에 서는순음청력검사기에대한보정점검을기능보정점검, 음향보정점검, 정밀보정점검으로분류한다. 기능보정점검은청력역치수준이안정적인사람을대상으로 1000 Hz와 4000 Hz의순음에대한역치를매일점검하는것이다. 만약청력검사기의역치결과가피검자의역치수준과 10 db 이상차이가나면음향보정점검을실시해야한다. 음향보정점검은한국산업규격 KSC-1502 또는 ANSI S [2] Type 2을만족하는소음계 이논문은 2010년도정부 ( 교육과학기술부 ) 의재원으로한국과학재단의지원을받아수행된연구임 (No ) * 교신저자 : 신범주 (bjshin@pusan.ac.kr) 접수일 11년 04월 29일수정일 11년 06월 08일게재확정일 11년 06월 09일 2830

2 (Sound Level Meter) 를사용하여보정점검을시행하는것이다. 청력검사기와관련된국제표준에는 ANSI S [3], ISO 389[4], IEC [5] 가있고, 국내표준에는 IEC 을인용하는 KS C IEC :2005[6] 가있다. 표준에서는청력검사기의검사음과관련하여청력레벨 (hearing level), 주파수정확도 (frequency accuracy), 청력레벨선형성 (hearing level linearity), 고조파왜곡 (harmonic distortion), 단속음 (pulsed tone), 협대역잡음레벨 (narrow-band noise level) 등을규정하고있다. 만약음향보정점검결과가 15 db 이상차이가나면청력검사기검사기관에의뢰하여정밀보정점검을실시해야한다. 정밀보정점검은청력검사기의검사음이표준규정들을준수하는지점검하는것이다. 그리고모든보정점검의기록은청력검사기가폐기될때까지보존해야한다 [1]. 청력검사기관에서청력검사기의기능보정점검을매일실행하기위해서는검사자와청력역치수준이안정적인피검자가필요하고음향보정점검을실행하기위해서는성능이뛰어난소음계가필요하다. 하지만청력검사기관에서보정점검환경을모두갖추는것은쉽지않다. 실례로김규상등 [7] 은국내특수건강진단기관의순음청력검사기에서보정점검이체계적으로실행되지않고있다는연구결과를발표하였다. 따라서청력검사기관의순음청력검사기에대한체계적인보정점검대책이필요하다. 본논문에서는보정점검문제에대한해결책으로 PC 를이용하는리눅스기반의실시간스펙트럼분석기를개발한다. 본논문의실시간스펙트럼분석기는순음청력검사기의검사음에대해검사주파수별음압레벨측정기능을제공한다. 이기능을이용하면생물학적인기능보정점검뿐만아니라음향보정점검수준의보정점검을시행하는효과를가진다. 또한청력검사기국제표준에서규정하는검사음특성들에대한측정기능도함께제공하여정밀보정점검수준의보정점검이가능하도록한다. PC 기반의실시간스펙트럼분석기에는 Jaaa[8], BPR-PACU[9], Jack Meter[10] 등이있다. Jaaa 및 BPR-PACU는음향을분석할수있는기능을그래픽을기반으로제공하며, Jack Meter는 digital peak meter를제공한다. 그러나이들은순음청력검사기의주파수별음압레벨측정을위한기능을제공하지않기때문에청력검사기의음향보정점검을위한정확한주파수별음압레벨을측정할수가없다. 따라서실시간스펙트럼분석결과를순음청력검사기의음향보정점검을위해사용하기에는부적절하다. Larson Davis사의 Audiometer Calibration System[11] 과 AUSSCO사의 ACS100 Calibrator[12] 는청력검사기 보정을위한전문기기로음향보정점검과정밀보정점검을위한기능들을제공한다. 또한청력검사기표준규정을준수하고점검결과의정밀성이뛰어난장점이있다. 그러나이기기들은고가의전문기기로청력검사기관에서보정점검을위해구입하기에는가격경쟁력이떨어지는단점이있다. 게다가다양한점검기능과정밀한점검결과를제공하기때문에청력검사기점검에대한전문지식이필요하다. 따라서매일수행하는기능보정점검과필요에의해수행하는음향보정점검대신이시스템을사용하기에는부적절하다. 반면본논문의실시간스펙트럼분석기는순음청력검사기의보정점검을위해개발되었기때문에음압레벨측정기능을기본으로제공하고측정된음압레벨의정확성여부판단도가능하다. 그리고전문기기에서제공하는검사음특성분석기능을제공하므로순음청력검사기가표준규정을준수하는지검증가능하다. 또한 PC를기반으로개발되었기때문에상용보정시스템에비해가격경쟁력을가진다. 따라서본논문에서구현한실시간스펙트럼분석기는보정점검을위한시스템으로청력검사기관에서사용하면많은장점을가진다. 본논문에서는청력검사기의기도및골도검사음을측정하기위해실시간스펙트럼분석기의설계및구현에대해기술하고, 구현한실시간스펙트럼분석기의성능을검증하기위해상용보정시스템 [11] 과비교한다. 2. 실험방법 본논문의실시간스펙트럼분석기는 2가지기능을제공한다. 첫번째는순음청력검사기의기본적인보정점검을위한주파수별음압레벨측정기능이다. 두번째는정밀보정점검을위한검사음특성측정기능이다. 본장에서는이기능들을구현하기위해필요한하드웨어및소프트웨어구성에대해기술하고, 각기능설계및개발방법에대해기술한다. 2.1 하드웨어구성본논문의실시간스펙트럼분석기는기도 (air conduction) 검사음측정, 골도 (bone conduction) 검사음측정, 실시간스펙트럼분석기보정 (calibration) 에따라다른하드웨어로구성된다 기도검사음측정순음청력검사기의기도검사음측정을위한하드웨어 2831

3 한국산학기술학회논문지제 12 권제 6 호, 2011 구성은그림 1 과같다. [ 그림 1] 기도검사음측정 H/W 구성 [Fig. 1] H/W Configuration of Air Pure-tone Measurement 순음청력검사기의헤드폰을통해출력되는검사음이인공귀 (artificial ear) 를통해마이크로폰에전달되고전기적신호로변환된다. 전기적신호로변환된검사음은프리앰프 (preamplifier) 를통해증폭된다. 프리앰프에서증폭된신호는본논문의실시간스펙트럼분석기가설치된 PC의사운드카드라인입력단자로입력되고검사음신호분석이진행된다 골도검사음측정 순음청력검사기의골도검사음측정을위한하드웨어구성은그림 2와같다. 순음청력검사기에서골도검사음은골진동헤드폰으로출력된다. 그러므로골진동헤드폰에서출력되는검사음은인공귀 (artificial ear) 대신인공유양돌기 (artificial mastoid) 를통해마이크로폰에서전기적신호로변환된다. 변환된전기적신호는기도검사의하드웨어구성과마찬가지로프리앰프를통해사운드카드로입력된다. [ 그림 3] 보정 H/W 구성 [Fig. 3] H/W Configuration of Calibration 2.2 소프트웨어구성 사운드카드로입력되는검사음신호데이터를분석하기위해본논문의실시간스펙트럼분석기는오픈소스들을이용한다 Jack Audio Connection Kit Jack Audio Connection Kit[13] 은사운드카드를통해입 출력되는데이터를실시간에짧은지연시간으로제공할수있는 GNU GPL의오픈소스사운드서버이다. Linux, Mac OS, Windows 등다양한운영체제에서사용가능한 Jack API는사실상의표준 (defacto standard) 으로인정되고있다. 본논문에서는사운드카드로입력되는검사음신호데이터를실시간으로얻기위해 Jack API를사용한다. 본논문의실시간스펙트럼분석기는 Jack Client를이용하여 Jack Server의메모리에저장되는검사음신호데이터를실시간으로획득하였고, 이데이터를분석하여음압레벨및검사음특성을측정한다. [ 그림 2] 기도검사음측정 H/W 구성 [Fig. 2] H/W Configuration of Bone Pure-tone Measurement 보정 본논문에서개발한실시간스펙트럼분석기는정확한음압레벨을측정하기위해음압레벨에대한보정이필요하다. 그림 3은소음계교정기 (sound level meter calibrator) 를이용하여실시간스펙트럼분석기를보정하기위한하드웨어구성을나타낸다 FFTW MIT에서개발한 FFTW API는실수데이터및복소수데이터에대한이산푸리에변환 (Discrete Fourier Transform, DFT) 을지원하는오픈소스용 C 라이브러리이다. 본논문에서는사운드카드로입력되는시간영역의검사음신호데이터를분석하기위해 FFTW API를이용한다. 본논문의실시간스펙트럼분석기는 FFTW API를이용하여 Jack Client에서얻은시간영역의검사음신호데이터를주파수영역으로변환하였다. 그리고주파수영역으로변환된스펙트럼데이터를분석하여음압레벨및검사음특성들을측정한다 Pthread 일명 Pthread라고불리는 POSIX [14] 표준은멀티쓰레드를사용하는응용프로그램을위한표준 2832

4 API이다. 본논문의실시간스펙트럼분석기는사운드카드로입력되는검사음신호데이터를얻기위한 Jack Client 쓰레드와이검사음신호데이터를분석하기위한분석쓰레드로구성된다. 따라서본논문에서는멀티쓰레드를위해 Pthread API를사용한다. 2.3 실시간스펙트럼분석기의보정사운드카드로입력되는검사음신호의음압레벨을측정하기위해서는기준음압레벨 (0 db SPL) 이필요하다. 본절에서는이기준음압레벨을구하기위한실시간스펙트럼분석기의보정과정에대해기술한다 검사음신호데이터 Jack Server 프로그램은사운드입력단자로입력되는신호를 PCM 방식의데이터값으로메모리에저장한다. 본논문의실시간스펙트럼분석기는 Jack Client를시스템내부에구현하였다. 사운드카드로검사음신호가입력되는경우 Jack Client에서설정한 Callback 함수가호출된다. Callback 함수는표준에서규정하는사운드입력시간인 Fast(250ms ) 또는 Slow(1) 동안데이터가입력되면이데이터를다른메모리에복사한다. 본논문의실시간스펙트럼분석기는이데이터를분석하여음압레벨및검사음특성을측정한다 쓰레드구성본논문의실시간스펙트럼분석기는 Jack Client의 Callback 함수호출을위한쓰레드와입력된검사음신호데이터를분석하기위한쓰레드로구성된다. 그리고검사음신호데이터가저장되는메모리에는두쓰레드모두접근가능하도록설계되었다. 따라서이데이터영역에대한상호배제기능을지원한다 기준음압레벨측정음압레벨은식 (1) 과같이기준음압 (20) 에대한비율을로그값으로나타내며, db SPL 단위를사용한다. 레벨을계산한다. (2) 식 (2) 의기준전압 ( ) 을구하기위해본논문에서는소음계교정기를이용하였다. 소음계교정기는고정된주파수및음압레벨로교정음을발생하는기기이다. 본논문의실시간스펙트럼분석기는소음계교정기의교정음을측정하고, 측정된교정음전압 ( ) 과소음계교정기의음압레벨 ( ) 을식 (3) 에적용하여기준전압 ( ) 을계산한다. (3) 본논문은입력전압값을측정하는방법으로 equivalent continuous sound level을사용한다. 즉, 식 (4) 와같이주어진시간내의사운드입력전압값에대한 RMS(Root Mean Square) 값을사용하여음압레벨을계산한다. 또한청력검사기의검사음은측정주파수의 1/3 octave 대역만을측정한다. 따라서본논문에서는입력받은검사음데이터를검사음주파수를기준으로 1/3 octave 대역통과필터 (band pass filter) 를항상적용한다 Weighting Filter (4) 인간의귀는주파수에따라인지하는음의강도가달라진다. 이같은인간귀의특성을반영하여 IEC60651, ANSI S1.4는주파수별음의강도를달리나타내는 weighting filter를규정하고있다. 식 5, 6은각각 A-weighting과 C-weighting 필터에대한 s-domain transfer 함수를나타낸다. (1) 헤드폰및골전도헤드폰으로출력되는음압 ( ) 은마이크로폰과프리앰프롤통해전기적신호로변환되어본논문의실시간스펙트럼분석기가설치된시스템의사운드카드로입력된다. 본논문의시스템은입력받은검사음신호의전압값 ( ) 을측정한후, 식 (2) 를이용하여음압 본논문은 A-weighting, C-weighting 필터를제공하기위해시간영역에서적용할수있도록 IIR 필터를구현한 LADSPA의공개소프트웨어를사용하였다. LADSPA에 2833

5 한국산학기술학회논문지제 12 권제 6 호, 2011 서제공하는필터는네가지샘플주파수 (44100, 48000, 88200, 96000) 에대해정확도 0.1dB 정도의오차범위를가지는정확도를제공한다. 단지샘플주파수의 1/2 주파수에서다소오차가큰단점이있으나본논문의분석기는 Hz 사이의음에대한분석이필요하므로문제가되지않는다. Weighting 필터의적용여부도환경메뉴에서설정할수있다. 2.4 검사음특성분석 ANSI S [3], ANSI S [15], IEC [16] 은청력검사기의 Type에따라검사음특성을규정하고있다. 본논문실시간스펙트럼분석기는순음청력검사기검사음특성검사기능을제공한다 청력레벨정확도 청력레벨 (db HL) 은청력이정상인사람들의주파수별최소가청레벨 (db SPL) 을평균한후, 이평균값을기준청력레벨 (0 db HL) 로변환한것이다. 따라서본논문에서는측정한음압레벨 (db SPL) 을기준등가역치음압수준 (RETSPLs) 을사용하여청력레벨로변환한다 [3]. 표준에서는순음청력검사기의허용레벨오차를 ±2.5 db 이내로규정하고있다. 본논문에서는 Hz 범위의각주파수에해당하는검사음을측정한후, 순음청력검사기의청력레벨과본논문의실시간스펙트럼분석기에서측정한청력레벨을비교하여표준준수여부를검사한다. 기준등가역치음압수준은헤드폰모델및커플러 (coupler) 에따라다른값을가진다. 따라서본논문에서는기준등가역치음압수준을헤드폰모델및커플러에따라선택가능하도록인터페이스를제공하고, 각주파수별로검사청력레벨또한설정가능하도록인터페이스를제공한다 주파수정확도 표준에서는순음청력검사기의출력주파수의정확도를 ±1% 이내로규정하고있다. 이를검증하기위해본논문에서는검사음의주파수측정기능을제공하고, 측정된주파수가기준주파수의 ±1% 이내에있는지검사하는기능을제공한다. 검사음의주파수를구하는과정은여러요소에의해영향을받는다. 샘플링율, 샘플링시간그리고 spectral leakage를줄이기위해적용되는윈도우의종류그리고보간법이이에속한다. 샘플링율및샘플링시간은고정된요소이기때문에윈도우및보간법이선택가능한요 2834 소이다. 본논문에서는 Hamming 윈도우를포함한 15종의윈도우를적용가능하며, Quinn's 2nd Estimator를포함하는 5종의보간법을적용가능하다. 원도우및보간법은환경설정메뉴에서결정할수있다. 본논문은입력받은검사음데이터에대해윈도우를적용하고, FFT를수행한후식 (7) 을통해최대값을갖는빈 (bean) 을찾는다. 각빈이표현하는주파수의범위가식 (8) 과같기때문에보간법을적용하여주파수를결정하였다. 식 (7), (8) 에서 N은샘플링된신호의수를나타낸다 청력레벨의선형성 표준에서는출력강도의선형성을 5 db 단계로측정할때 ±1.0 db 이내로규정하고있다. 본논문의실시간스펙트럼분석기는청력레벨의선형성검사기능을제공한다. 청력레벨의선형성을검증하기위해검사주파수, 검사시작청력레벨, 청력레벨단계 (Step) 설정이가능하도록인터페이스를제공하고, 각단계별로청력레벨측정결과를제공한다 고조파왜곡 표준에서는검사음주파수를기준으로 Second Harmonic과 Third Harmonic은기준주파수출력레벨의 2% 이내로규정하고, Fourth harmonic 이상은 0.3% 이내, THD(Total Harmonic Distortion) 는 2.5% 이내로규정하고있다. 본논문의실시간스펙트럼분석기는고조파왜곡검사기능을제공한다. 각 Harmonic에해당하는주파수의출력레벨들을구하였고, 이출력레벨들이표준규정을준수하는지검사한다. 그리고식 (9) 를이용하여 THD를계산하였고이값이표준규정을준수하는지검사한다.

6 2.4.5 단속음순음청력검사기는연속음 (Continuous Tone) 및단속음 (Pulsed Tone) 을이용하여피검자를검사한다. 표준에서는단속음에대한표준을규정하고있다. 그림 4는단속음의각구간별레벨변화를나타낸그림이다. 수평축은시간을나타내고수직축은청력레벨을나타낸다. 3.1 실험환경본논문의실시간스펙트럼분석기는 Intel Core2 Duo E GHz 프로세서, 2 GB 메모리, Audiophile 2496 사운드카드로구성된 PC 기반에서 Ubuntu OS에서동작한다. 구현된실시간스펙트럼분석기를검증하기위해정밀음압측정기인 Larson Davis사의 Audiometer Calibrator System과측정치를비교하였다. 순음청력검사기는 Interacoustics사의 AC40을이용하였다. 기도검사음출력은 TDH-39 헤드폰을사용하였고, 골도검사음출력은 Bruel & Kjaer 사의 4930을사용하였다. 모든음향적인측정은 ANSI S (R2008)[17] 을준수하는방음실 (ECKEL C24) 에서수행하였다. [ 그림 4] 단속음의각구간별레벨변화 [Fig. 4] Level Changes of Pulsed Tone at Each Time Interval ANSI S [3] 에서는그림 4의 B-C 구간및 E-G 구간을 20 ~ 50ms범위로규정하고 C-E 구간은 150ms이상으로규정하고있다. 그리고 On/Off 구간인 F-J와 J-K 구간은 190 ~ 250ms범위로규정하고있다. 본논문의실시간스펙트럼분석기는단속음의표준준수여부검사기능을제공하고각구간별로측정한시간을화면에출력한다 협대역잡음 표준에서는협대역잡음의청력레벨을 -3 ~ 5 db 범위이내로규정하고있다. 그리고협대역잡음의기준주파수에서 1 octave 마다 -12 db 이하의청력레벨을가져야하고, 3 octave 까지 -36 db 이하의청력레벨을가져야한다고규정하고있다. 본논문의실시간스펙트럼분석기는협대역잡음에대한표준규정을검사하는기능을제공한다. 따라서협대역잡음의출력레벨측정및표준준수에대한검사기능을제공한다. 그리고협대역잡음의기준주파수에서 1 octave 간격으로해당주파수의출력레벨들을측정한후, 이레벨들이표준규정을준수하는지검사하는기능을제공한다. 만약 1 octave 간격의청력레벨이표준규정을준수하지않을경우, 1 octave 간격의주파수에대한청력레벨측정결과를출력한다. 3. 실험결과 커플러순음청력검사기의출력음을측정하기위하여 IEC : [18] 와 ANSI S (R2008)[19] 표준규격을준수하는 LARSON DAVIS 사의 AEC101 커플러 (Coupler) 를사용하였다 마이크로폰및프리앰프마이크로폰은 IEC 60651[20] Type 1과 ANSI S (R2006)[2] Type 1의표준규격을준수하는 Larson Davis사의 인치마이크로폰을사용하였다. 이마이크로폰의 Sensitivity는 45 mv/pa이다. 프리앰프는 IEC [21] 의표준규격을준수하는 Larson Davis 사의 PRM902를사용하였다. 본시험에서는 2575 마이크로폰과같이사용하기때문에최대 155 db(14 V peak) 의출력을제공한다 소음계교정기본논문의실시간스펙트럼분석기의기준음압레벨을측정하기위해소음계교정기는 ANSI S [22] 과 IEC [23] CLASS 1 표준규격을준수하는 Larson Davis사의 CAL250을사용하였다. CAL250은 Hz의주파수와 114 db SPL의음압레벨로순음을발생시킨다. 3.2 측정결과이절에서는본논문의실시간스펙트럼분석기와 Larson Davis사의 Audiometer Calibrator System을이용하여 Interacoustics사 AC40의순음측정결과를비교분석한다. 2835

7 한국산학기술학회논문지제 12 권제 6 호, 청력레벨정확도 청력레벨의정확도를비교하기위해서순음청력검사기는 70 db HL을기준으로검사음을출력하였다. 표 1은주파수별로 70 db HL의순음을측정한후, 청력레벨을분석한결과를나타낸다. [ 표 1] 청력레벨측정결과 [Table 1] Measurement Result of Hearing Level Frequency Larson's Linux's (Hz) HL HL 주파수정확도주파수의정확도를측정하기위해서순음청력검사기는 70 db HL을기준으로검사음을출력하였다. 표 2는주파수별로순음을측정한후, 주파수를분석한결과를나타낸다. [ 표 2] 주파수정확도측정결과 [Table 2] Measurement Result of Frequency Accuracy Larson's Linux's Frequency (Hz) Frequency Frequency 선형성본논문은 1000 Hz의주파수에서청력레벨의선형성을시험하였고, 100 db HL부터 -5 db 단위로청력레벨을측정하였다. 표 3은 1000 Hz에서측정한청력레벨의 선형성결과를나타낸다. [ 표 3] 선형성측정결과 [Table 3] Measurement Result of Linearity HL Step Larson's SPL Linux's SPL 고조파왜곡고조파왜곡을비교하기위해서순음청력검사기는 90 db HL을기준으로검사음을출력하였다. 표 4는주파수별 90 db HL 검사음을측정한후, 고조파왜곡을분석한결과를나타낸다. [ 표 4] 고조파왜곡측정결과 [Table 4] Measurement Result of Total Harmonic Distortion Frequency (Hz) Larson's THD Linux's THD

8 3.2.5 단속음 단속음측정결과를비교하기위해서순음청력검사기는 1000 Hz에서 70 db HL로검사음을출력하였다. 표 5 는단속음을측정한후, 단속음의각구간별지속시간을측정한결과를나타낸다. [ 표 5] 단속음측정결과 [Table 5] Measurement Result of Pulsed Tone Larson's Pulsed Tone Linux's Pulsed Tone Rise Time Fall Time On Time Off Time 협대역잡음협대역잡음측정결과를비교하기위해서순음청력검사기는 70 db HL로협대역잡음을출력하였다. 표 6은협대역잡음측정한후협대역잡음의청력레벨측정결과를나타낸다. [ 표 6] 협대역잡음측정결과 [Table 6] Measurement Result of Narrow Band Noise Frequency (Hz) Larson's Linux's HL HL 평가본논문에서구현한실시간스펙트럼분석기와 Larson Davis사의 Audiometer Calibrator System을이용하여순음청력검사기의순음및협대역잡음을측정하였다. 청력레벨측정결과는최대 -0.3 db의오차가발생하였고, 주파수의정확도또한 8000 Hz에서 -0.6 Hz로가장큰오차가발생하였다. 하지만청력레벨과주파수모두아주작은오차가발생하였기때문에, 본논문에서구현한실시간스펙트럼분석기의청력레벨및주파수측정결과는충분히신뢰할수있다. 본논문의실시간스펙트럼분석기의청력레벨선형성측정결과는 30 db HL 이하에서상당히큰오차가발생하였다. 이는사운드카드하드웨어성능의한계로, 신호대잡음비 (SNR) 의영향을가장크게받는다고판단된다. 따라서보다성능이뛰어난사운드카드를이용할경우, 조금더좋은측정결과를얻을수있다. 고조파왜곡의측정결과는최대 0.4% 의오차가발생하였다. 이측정결과역시저주파대역에서가장크게발생한오차이기때문에, 사운드카드의하드웨어성능을가장크게받는다고판단된다. 하지만고조파왜곡의측정결과의오차또한충분히신뢰할수있는범위의작은오차이다. 단속음의측정결과는최대 4.5ms의오차가발생하였다. 하지만 Larson Davis사시스템으로단속음을매번측정할때마다약간의오차가발생하였다. 따라서본논문에서구현한실시간스펙트럼분석기의단속음측정결과역시약간의오차가발생하였기때문에, 신뢰할만한측정결과로판단된다. 협대역잡음의측정결과는최대 -0.5 db의오차가발생하였다. 이오차는표준에서규정하는협대역잡음허용범위에비해상당히작은차이이기때문에문제가되지않는다. 4. 결론 본논문에서는순음청력검사기를위한리눅스기반의실시간스펙트럼분석기를개발하고, 국제표준을준수하는정밀음압측정기인 Larson Davis사의 Audiometer Calibrator System과성능을비교평가하였다. 본논문에서구현한실시간스펙트럼분석기는 PC 기반에서개발되었으므로사운드카드의하드웨어성능에의해검사음측정결과가정밀음압측정기에비해떨어지는현상이발생하였다. 하지만일반청력검사기관에서기능보정점검및음향보정점검을위해이분석기를이용한다면, 생물학적인기능보정점검보다더욱정확한순음청력검사기보정점검이가능하다고판단된다. 또한 PC 기반으로개발되었기때문에가격경쟁력에서큰장점을가진다. 따라서청력검사기관에서본논문에서개발한실시간스펙트럼분석기를이용하여보정점검을수행한다면피검자의청력검사결과를더욱신뢰할수있을것이다. 2837

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공학석사 ) 1993 년 2 월 : 동아대학교대학원전자공학과 ( 공학박사 ) 1985 년 3 월 ~ 현재 : 부산대학교의과대학교수 < 관심분야 > 의용계측, 영상신호처리, 생체시스템모델링 왕수건 (Soo-Geun Wang) [ 정회원 ]

10 신범주 (Bum-Joo Shin) [ 정회원 ] 1991 년 2 월 : 경북대학교대학원컴퓨터공학과 ( 공학석사 ) 1998 년 8 월 : 경북대학교대학원컴퓨터공학과 ( 공학박사 ) 1987 년 3 월 ~ 2002 년 2 월 : 한국전자통신연구원책임연구원 2006 년 3 월 ~ 현재 : 부산대학교바이오메디컬공학과부교수 < 관심분야 > 센서시스템, 메디컬소프트웨어응용 전계록 (Gye-Rok Jeon) [ 정회원 ] 1982 년 2 월 : 부산대학교대학원전자공학과 ( 공학석사 ) 1993 년 2 월 : 동아대학교대학원전자공학과 ( 공학박사 ) 1985 년 3 월 ~ 현재 : 부산대학교의과대학교수 < 관심분야 > 의용계측, 영상신호처리, 생체시스템모델링 왕수건 (Soo-Geun Wang) [ 정회원 ] 1981 년 2 월 : 부산대학교대학원의학과 ( 의학석사 ) 1988 년 2 월 : 부산대학교대학원의학과 ( 의학박사 ) 1987 년 10 월 ~ 현재 : 부산대학교의학전문대학원교수 < 관심분야 > 메디컬소프트웨어, 센서시스템, 생체신호처리 2839

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<4D F736F F F696E74202D20B9E8B0E6BCD2C0BDC0BDC7E2BAB8C1A4> 청력검사실의배경소음과청력검사기의음향보정 김규상 한국산업안전공단산업안전보건연구원 순음청력검사을위한청력측정에영향을미치는제반요인 1) 청력검사실의배경소음수준 (noise level of audiometric test environment) 2) 청력검사기의음향보정상태 (audiometer calibration) 3) 청력검사자의검사방법 (audiometric test