40. 소음감소 기능의 원리 – 보청기가 소음을 지우는 방법

40. 소음감소 기능의 원리 – 보청기가 소음을 지우는 방법
✍️ 기자: 지승주

 

소음감소 기능의 원리 – 보청기가 소음을 지우는 방법

소음감소 기능의 원리

시끄러운 세상에서 조용함을 찾는 디지털 마법

📅 2025년 ✍️ 지승주 칼럼니스트  ⏱️ 11분 읽기

지하철 안에서 친구와 통화를 시도하던 B씨는 주변의 시끄러운 소음 때문에 상대방의 목소리를 전혀 들을 수 없었습니다. 하지만 최신 소음감소 기능이 탑재된 보청기로 바꾼 후, 같은 환경에서도 놀랍도록 깨끗한 음성을 들을 수 있게 되었습니다. 소음감소 기능은 단순히 볼륨을 줄이는 것이 아니라, 복잡한 디지털 신호처리를 통해 원하지 않는 소음만을 선별적으로 제거하는 첨단 기술입니다. 지난 시간 방향성 마이크에 이어, 오늘은 보청기의 또 다른 핵심 기술인 소음감소 기능의 과학적 원리를 자세히 알아보겠습니다.

소음감소 기능이란? 디지털 시대의 청각 혁신

소음감소(Noise Reduction) 기능은 디지털 신호처리 기술을 활용해 음성 신호와 소음을 구별하여, 소음만을 선별적으로 줄이는 기술입니다. 이는 마치 사진에서 불필요한 배경을 지우는 포토샵 기능과 비슷하지만, 실시간으로 변화하는 음향 신호에서 이를 수행한다는 점에서 훨씬 더 복잡하고 정교한 기술입니다.

🔬 기본 동작 원리

1단계 – 신호 분석: 입력된 음향을 주파수별로 분해하여 분석

2단계 – 패턴 인식: 음성과 소음의 특성을 구별

3단계 – 선별적 처리: 음성은 보존하고 소음만 감소

4단계 – 재합성: 처리된 신호를 다시 합쳐서 출력

소음감소 기술의 진화: 1세대부터 AI까지

1세대: 스펙트럴 차감법 (Spectral Subtraction)

원리와 특징

  • 기본 개념: 전체 신호에서 추정된 소음 스펙트럼을 빼는 방식
  • 장점: 계산이 단순하고 처리 속도가 빠름
  • 단점: 음성 왜곡 발생 가능, 변화하는 소음에 취약
  • 적용: 초기 디지털 보청기에서 주로 사용

2세대: 위너 필터링 (Wiener Filtering)

고급 신호처리 기법

통계적 접근
신호와 소음의 통계적 특성을 분석하여 최적의 필터 설계
적응형 처리
환경 변화에 따라 실시간으로 필터 특성 조절

 [코리안투데이] 40-1. 소음감소 기술의 신호처리 과정 플로우차트  © 지승주 기자

 

3세대: 머신러닝 기반 소음감소

AI 학습
패턴 인식
 
실시간
분류 처리
 
개인화
맞춤 최적화

현재 사용되는 주요 소음감소 기술

멀티채널 소음감소

“주파수 대역을 여러 채널로 나누어 각 채널별로 독립적인 소음감소를 적용하는 방식으로, 음성의 자연스러움을 유지하면서도 효과적인 소음 제거가 가능합니다.”

🔧 기술적 특징

  • 주파수 분할: 16-32개 채널로 세분화하여 처리
  • 독립 제어: 각 채널마다 다른 소음감소 강도 적용
  • 음성 보존: 중요한 음성 주파수 대역 우선 보호
  • 실시간 조절: 환경 변화에 따른 즉시 대응

임펄스 소음 감소

갑작스러운 소음 대응

빠른 감지
수 밀리초 내에 갑작스러운 소음 인식
즉시 차단
문 닫는 소리, 접시 깨지는 소리 등 즉시 감소
자동 복원
임펄스 소음 종료 후 정상 설정으로 복귀

방향성 마이크 vs 소음감소: 완벽한 팀워크

두 기술의 상호보완적 역할

방향성 마이크

✓ 공간적 소음 분리

✓ 음원 위치 기반 처리

✓ 물리적 차단 효과

소음감소 기능

✓ 주파수별 세밀 처리

✓ 신호 특성 기반 분석

✓ 디지털 후처리 효과

 [코리안투데이] 40-2. 방향성 마이크와 소음감소 기능의 협력 개념도  © 지승주 기자

 

소음감소 기능의 효과와 측정

📊 정량적 효과 분석

5-15 dB
소음 레벨 감소
30-50%
청취 노력 감소
70-85%
사용자 만족도
2-4시간
연장된 착용시간

실생활 적용 효과

💡 환경별 개선 효과

🏪 대형마트, 백화점

• 에어컨, 음악, 사람들 소리 중 대화 음성만 선별 강화

• 효과: 음성명료도 40-60% 개선

🚗 자동차 내부

• 엔진소음, 바람소리, 타이어소음 감소

• 효과: 운전 중 대화 가능 시간 2배 연장

🍽️ 식당, 카페

• 조리 소음, 배경음악, 다른 테이블 대화 차단

• 효과: 테이블 대화 집중도 70% 향상

소음감소 기능의 한계와 주의점

⚠️ 알아둬야 할 제한사항

  • 처리 지연: 복잡한 계산으로 인한 미세한 지연 발생 (1-5ms)
  • 음질 변화: 과도한 소음감소 시 음성의 자연스러움 감소
  • 전력 소모: 고성능 처리로 인한 배터리 수명 단축
  • 환경 의존성: 매우 복잡한 소음 환경에서는 효과 제한
  • 개인차: 난청 유형과 정도에 따른 효과 차이

최신 AI 기반 소음감소 기술

딥러닝과 신경망 기술 적용

🧠 AI 기술의 혁신

순환 신경망 (RNN) 기반 처리

• 시간적 연속성을 고려한 소음 패턴 학습

• 과거 신호 정보를 활용한 예측적 처리

합성곱 신경망 (CNN) 활용

• 스펙트로그램 이미지 분석을 통한 패턴 인식

• 복잡한 음향 환경에서의 정밀 분류

실시간 학습 기능

• 사용자의 선호도와 환경에 맞춘 개인화

• 지속적인 성능 개선과 최적화

 [코리안투데이] 40-3. AI 기반 소음감소 시스템 작동 과정  © 지승주 기자

 

소음감소 기능 보청기 선택 가이드

✅ 선택 기준과 고려사항

1. 생활 환경 분석

• 주로 활동하는 장소의 소음 특성 파악

• 소음 환경 노출 빈도와 시간 고려

• 중요한 청취 상황 우선순위 설정

2. 기술 수준별 선택

기본형 (Basic)
• 고정된 소음감소 알고리즘
• 단순한 환경에 적합
• 경제적 선택
중급형 (Advanced)
• 환경 인식 자동 조절
• 멀티채널 처리
• 다양한 환경 대응
고급형 (Premium)
• AI 기반 학습 기능
• 개인 맞춤 최적화
• 실시간 성능 개선

소음감소 기능 활용 극대화 팁

🎯 실전 활용 가이드

  1. 점진적 적응: 처음에는 낮은 강도로 시작해 서서히 증가
  2. 환경별 프로그램: 자주 가는 장소별로 최적 설정 저장
  3. 피드백 활용: 보청기 앱으로 실시간 조절 및 학습
  4. 정기 점검: 2-3개월마다 전문가와 함께 설정 재조정
  5. 배터리 관리: 고성능 모드 사용 시 여분 배터리 준비

소음감소 기능 점검이 필요한 신호

• 소음 환경에서 효과를 느끼지 못하는 경우
• 음성이 부자연스럽게 들리는 경우
• 배터리 소모가 급격히 증가한 경우
• 원하는 소리까지 함께 줄어드는 경우

마무리하며: 조용한 세상을 향한 기술의 진보

소음감소 기능은 단순히 주변을 조용하게 만드는 것이 아니라, 필요한 소리는 선명하게 하고 불필요한 소음은 지능적으로 제거하는 맞춤형 청각 솔루션입니다. 특히 AI와 머신러닝 기술의 발전으로 개인의 청취 패턴과 선호도까지 학습하는 진정한 개인화 시대가 열리고 있습니다.

방향성 마이크와 소음감소 기능이 함께 작동할 때, 우리는 시끄러운 현대 사회에서도 원하는 소리를 선명하게 들을 수 있습니다. 이는 단순한 기술적 성취를 넘어, 난청으로 인한 사회적 고립을 해소하고 풍요로운 소통의 세계로 이끄는 중요한 발전입니다.

다음 칼럼에서는 ‘피드백 제거 기술’에 대해 자세히 알아보겠습니다. 보청기 사용 시 발생하는 불쾌한 삐 소리를 방지하는 또 다른 핵심 기술을 함께 탐구해보시죠.

 지

지승주 센터장

스타키 보청기 종로센터 센터장
15년 경력의 의학 전문 칼럼니스트
난청 재활 및 보청기 fitting 전문가

코리안투데이 건강칼럼 | 소리의 재발견 – 난청과 함께하는 건강한 삶

본 칼럼은 일반적인 의학 정보를 제공하는 것으로, 개인의 건강 상태에 대한 진단이나 치료를 대체할 수 없습니다.
청력에 문제가 있다고 생각되시면 반드시 이비인후과 전문의나 청각 전문가의 진료를 받으시기 바랍니다.

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