측정 방법에 따른 자동차 실내 소음의 음질 차이

국문 초록 (Abstract)

최근 개발되고 있는 내연기관 자동차의 소음 저감 기술 향상과 하이브리드 및 전기 자동차의 모터 중심 구동 체계 변화에 따라 파워트레인 및 구동계의 소음보다 로드노이즈, 윈드노이즈 등에 기인한 실내 소음의 영향이 증가하고 있다. 또한, 감성적 측면에서 탑승자의 청감을 고려하는 음질(Sound Quality)에 관한 연구가 진행되고 있다. 이에 따라 자동차 실내 소음을 측정함에 있어 측정 방법에 따른 음질 차이 파악이 요구되어, 본 연구에서는 4기통 엔진 차량의 운전석을 기준으로 측정 기기 및 측정 위치에 따른 음질 차이 여부를 규명하고자 한다. 먼저 일반 마이크로폰과 헤드셋 마이크로폰을 통해 운전자의 외측이(LH) 및 내측이(RH) 위치에서 차량 8종의 실내 소음을 측정하였다. 측정 기기에 따른 음질 차이 분석을 위해 2가지의 측정 기기로 녹음된 소리를 분류하여 쌍비교법을 사용한 선호도 평가를 진행하였고, 측정 위치에 따른 음질 차이를 분석하기 위해 일반 마이크로폰으로 측정된 다이코틱(dichotic) 조건과 다이오틱(diotic) 조건의 소리에 대한 크기추정법과 쌍비교법 통해 3가지 음원의 유사성 및 선호도 차이를 확인하였다. 측정 기기에 대한 평가에서는2가지 측정 기기의 각 차량에 대한 평가값이 유사한 경향을 보였고, 측정 위치에 대한 평가에서는 내측이 보다 외측이 위치의 소음이 다이코틱 조건에 가깝게 나타났다. 또한, 음압 레벨 분석, 1/12-Octave band 분석, 비라우드니스 분석을 통해 측정 기기에 따른 음질 차이는 차량의 소음 특성에 대한 큰 영향을 받고, 측정 위치에 따른 음질 차이에 영향을 주는 가장 큰 요인은 외측이와 내측이의 음압 레벨 차이라는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 차량 실내 소음 측정 및 음질 평가 대한 가이드라인으로 활용할 수 있다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The influence of interior noise due to load noise, wind noise, etc. is more increased than noise of powertrain and driving system due to improvement of noise reduction technology of developed internal combustion engine automobiles and change of motor driving system of hybrid and electric vehicles. In addition, studies on the sound quality considering the hearing feeling of the passenger in the emotional aspect have been carried out. Therefore, it is required to understand the sound quality difference according to the method in measuring the interior noise of the automobile. The purpose of this study is to investigate whether the sound quality differs according to the measuring instrument and the measuring position based on the driver's seat of the four-cylinder engine vehicle. To this end, first the interior noise of eight vehicles was measured at the outside ear and inside ear positions of the driver using normal microphones and a headset microphone. In order to analyze the difference of the sound quality according to the measuring device, the recorded sound was classified by the two measuring devices and the preference evaluation using the paired comparison method(PCM) was performed. Also, in order to analyze the sound quality difference according to the measuring position, similarity and preference difference between the dichotic and the diotic conditions in the vehicle interior noise were confirmed using the magnitude estimation method(MEM) and the PCM. In the evaluation of the measuring instrument, the evaluation values of the two measuring instruments showed similar tendency. In the evaluation of the measuring position, the noise of inside ear position was closer to the dichotic condition than the noise of outside ear. In addition, through the analysis of sound pressure level, 1/12-octave band analysis and specific loudness analysis, the sound quality difference according to the measuring instrument is greatly influenced by the noise characteristics of the vehicle. The most significant factor affecting the sound quality difference according to the measuring position was the difference of sound pressure level between the outside and inside ears. These results can be used as a guideline for vehicle interior noise measurement and sound quality evaluation.

목차 (Table of Contents)

• 목 차 ⅰ
• List of Tables ⅳ
• List of Figures ⅴ
• 국 문 요 약 ⅷ
• 제1장 서론 1
• 1.1 연구 배경 및 필요성 1
• 1.2 연구 목표 및 내용 2
• 제2장 차량 실내 소음 측정 3
• 2.1 대상 차량 3
• 2.2 측정 기기 3
• 2.3 측정 위치 및 조건 4
• 제3장 음질 분석 방법 8
• 3.1 객관적 음질 분석 8
• 3.1.1 음압 레벨 (Sound Pressure Level) 8
• 3.1.2 Octave band 9
• 3.1.3 Loudness 9
• 3.2 주관적 음질 분석 16
• 3.2.1 쌍비교법 (Paired Comparison Method) 17
• 3.2.2 크기추정법 (Magnitude Estimation Method)
• 18
• 3.2.3 청음평가 환경
• 19
• 제 4장 측정 기기에 따른 음질 차이 22
• 4.1 주관적 청음평가 22
• 4.1.1 청음평가 설계 22
• 4.1.2 청음평가 결과 22
• 4.2 음압 레벨 분석 28
• 4.2.1 측정에 따른 마이크로폰의 주파수 특성 28
• 4.3. 1/12-Octave band 분석 39
• 4.3.1 마스킹 효과 40
• 4.4 비라우드니스(Specific Loudness) 분석 45
• 제 5장 측정 위치에 따른 음질 차이 52
• 5.1 주관적 청음평가 52
• 5.1.1 청음평가 설계 52
• 5.1.2 1차 청음평가 결과 (크기추정법) 53
• 5.1.3 2차 청음평가 결과 (쌍비교법) 54
• 5.2 음압 레벨 분석 64
• 5.3 1/12-Octave band 분석 67
• 5.4 비라우드니스(Specific Loudness) 분석 70
• 제 6장 결론 73
• 참 고 문 헌 75
• ABSTRACT 77
• 감사의 글 79