사실 AC3도 MP3와 마찬가지로 손쉽게 인코딩이 됩니다. 공짜툴도 나와있습니다. 단지 쓸 일이 없어서 잘 알려지지 않았을 뿐입니다. 보통은 이미 인코딩된 소스에서 리핑해서 쓰기 때문에 일반 사용자들은 디코딩이 되는지 여부만 신경쓰는 정도입니다.



AC3 코덱.. 우리가 돌비 디지탈이라고 부르는 이 코덱은 MP3와 마찬가지로 손실압축 코덱입니다. 비트레이트가 높으면 정보량이 많고 때문에 고음질이다라는 논리를 들이밀면 AC3 코덱은 내세울 것이 없습니다. 그나마 완전한 상품으로 나오는 DVD 타이틀은 타이틀 성격에 맞게 비압축 PCM으로 담기기도 하고 영상물의 화질을 따져서 음질(압축비트레이트)를 정해서 나올 수 있지만...

우리가 TV 방송에서 보는 것들은 방송국마다 다르며 심지어 동일 프로그램내에서도 방영분마다 다릅니다.



가령 TP, TRP로 저장한 후에 이속에 담긴 오디오 스트림을 들여다보면 PID 20과 PID 21에 오디오 스트림이 담겨 있는데 보통 20에 고비트레이트가 21에 저비트레이트가 담겨있습니다.

문제는 나가수 작년 방영분을 보면 임재범이 여러분을 부른 회차에 BMK의 방송분을 보면 20에 수록된 것은 오히려 비트레이트가 높음에도 불구하고(448kbps) 17kHz에서 짤려있고 21에 수록된 저비트레이트(192kbps)가 고역이 더 많이 살아 있습니다.

문제는 이게 전자는 음악시작전 두근두근 거리는 효과음이 크게 들어있는데 후자는 그 효과음이 거의 짤려져 있습니다. 이것이 의미하는 바는 마스터링 자체가 다를 수가 있거나 혹은 압축할 때 다른 옵션이 적용되었을 수 있다는 것입니다.



반대로 작년 5월경 SBS의 한 프로그램을 저장한 것을 들여다보니 이건 반대로 고비트레이트는 제대로 되어있고 저비트레이트는 다이내믹 컴프레션을 적용한건지 음량이 극도로 작게 만들어져 있습니다.



앞서 말한대로 이러한 현상은 방영분마다도 다 다르기 때문에 죄다 찾아서 확인하지 않는 이상 뭐라고 찝어 말할 수도 없습니다.

MP3도 압축에 사용한 인코더와 적용 옵션에 따라서 다른 결과가 나오듯이 AC3도 마찬가지입니다. AC3 인코딩할 때는 소리에 영향을 주는 옵션이 상당히 복잡합니다. 때문에 방송용 음원을 가지고 일반화 하는 것 자체가 문제가 있습니다.

제가 확인한 것은 작년에 저장했던 것이기 때문에 지금은 또 어떻게 바뀌었는지 알 수 없습니다.



여기서는 간단히 손실압축방식에서 쉽게 나타나는 현상을 보여드립니다.

테스트를 위해 1kHz, 2kHz, 2.5kHz, 3kHz, 3.5kHz, 4kHz, 4.5kHz, 5kHz 사인파를 준비해서 AC3로 인코딩한 후 주파수 특성을 봤습니다.

압축할 때 비트레이트는 192kbps 와 448kbps 를 따로 적용해서 만들었습니다.



먼저 AC3 192kbps 압축결과입니다.

사진에서 녹색이 오리지날 테스트 시그널이고 파란색/붉은색이 AC3 파일입니다.








mp3 같은 손실압축 코덱은 큰 소리가 마스킹효과를 가져오는 점을 이용해서 가장 인접한 중요한 소리를 살리고 안들리는 부분은 생략해버리는 특성이 있어서 테스트톤 사이의 노이즈 플로어가 확 올라가는 것을 볼 수 있습니다.



비트레이트가 448kbps로 올라가면 이보다는 호전되지만 이런 현상은 남아있습니다.

사진에서 녹색이 오리지날 테스트 시그널이고 붉은색이 AC3 파일입니다.








이 두 사진에선 고역이 어디에서 짤리는지 잘 안나와 있는데 이건 다음을 참고 하시면 됩니다. 고역이 짤리는 정도는 사용한 인코딩 프로그램과 적용 옵션에 따라서 결과가 다릅니다만, 우리가 MP3에서 경험한 바와 동일하게 비트레이트가 낮으면 고역이 더 많이 짤려나가는 것은 동일합니다.



테스트를 위해서 휘트니 휴스턴의 LP를 24비트 88.2kHz로 녹음한 파일을

1) 아포지 UV22HR로 16비트 디더링

2) SoX에서 패스밴드 95% 적용, 리니어 페이즈로 다운샘플링 했습니다.



여기서는 192kbps 로만 인코딩했습니다.

혹시 조작이 아니냐고 의심하시는 분을 위해...








먼저 44.1kHz 16비트로 다운샘플링+디더링한 PCM은 이렇습니다.








그리고 192kbps 48kHz AC3로 인코딩한 것은 이렇습니다.








참고로 테스트에 쓴 원곡은 이렇습니다.








192kbps는 대략 18kHz에서 짤려있습니다. AC3 인코딩할 때 비트레이트를 높이면 고역이 저장이 됩니다만 문제는 실제 방송분의 448kbps 파일들은 이유를 알 수 없으나 작년 5월분 나가수 방영분은 17kHz에서 짤려있고, 확인차 본 SBS의 다른 방송은 약 20kHz까지 남아있는 정도입니다. 아마도 방송에서는 인코딩할 때 5.1채널 인코딩에 맞춰 옵션이 적용되는게 아닌가하는 추측이 듭니다. 아주 드물기는 하지만 가끔 5.1채널 방송할 때 이 비트레이트로 송출이 될 것 같습니다.



여기서 한 가지 지적하고 넘어갈 것은 스펙토그램은 프로그램마다 보여주는 결과가 다를 수 있습니다. (내부적으로 처리하는 알고리즘 차이)

또한 업/다운샘플링은 수학적인 계산과정으로 이루어지지만 그역시 알고리즘 차이로 저마다 다른 특성을 보입니다. 디더링도 마찬가지입니다.

특히 리샘플링 과정은 알리아싱을 방지하기 위해 로우패스 필터를 적용하게 되는데 사용하는 프로그램마다 고역에서 롤오프되는 특성도 프로그램마다 다르며 노이즈 플로어 특성도 다르게 나타납니다.

그러나 정상적인 경우라면 2~5kHz에서 뭔가 변화가 일어나는 일은 없습니다. 공짜 프로그램이면서 그 성능이 입증된 SoX 리샘플러의 경우 디폴트 상태에서 이상한 변화가 일어나지 않습니다.



물론 위의 예에서는 y축이 44.1kHz(22kHz)와 48kHz(24kHz)의 경우 약간 다르긴 하지만 줌으로 땡겨서 봐도 홍지성님의 예(가령 카펜터스같은)는 나타나지 않습니다. 이건 테스트에 사용한 툴 자체에 오류가 있거나 툴의 특성이 나쁘다는 얘기이지 포맷의 문제가 아니라는 얘기입니다.