signal | 막간 개념 - 기본 주파수(Fundamental frequency)

음성학에서 음성 신호를 다룰 때 언급되는 기본 주파수(fundamental frequency)는

주파수가 아니다!!

라고 하여 뻔하지만 또 당황한 탱키놈…휴…

이참에 이런 건 마침표를 찍고 넘어가야 뒷탈이 없다.

음성 신호의 기본 주파수는 엄밀히 말하면 주파수가 아니고, 음성 신호의 관찰 가능한 주기 역시 사실상 주기가 아닌데, 왜냐하면 반복되는 음성 신호의 파형들이 동일하지 않기 때문이다. 하지만 실용적인 이유로 ‘거의 주기적인’ 것으로 취급하여 사용한다는 것.

이 ‘거의 주기적임(quasi-periodicity, 준주기)’이란 개념을 바탕으로, 후두 주파수(laryngeal frequency)는 후두 사이클(성대 진동 사이클, 순환)의 한 사이클의 지속 시간, 즉 “후두 주기(laryngeal period)” 의 역으로 정의된다.

후두 주파수는 물론 성대 진동에 관한 생물학적 데이터로부터 곧바로 얻어낼 수도 있다. 생물학적 측정 방식들은 주로 시간에 따른 성문 진동 사이클의 다양한 상(phase)들을 추출해내는데, 이 경우, 만약 t1, t2 가 각각 연속된 두 사이클의 시작점을 가리킨다고 했을 때, 후두 주기는 T1 = t2 - t1 이며 후두 주파수는 Fl = 1/(t2 -t1) 으로 정의된다 (t1 < t =< t2).

후두 주파수는 발성 과정(phonation)에서 매우 크게 달라질 수 있고, 여러가지 옥타브에 걸칠 수도 있다. 다소 극적인 경우지만, 2, 3 사이클의 인터벌 동안 100Hz 에서 300Hz 까지 벌어질 수도.
또는, 연속적인 사이클들이 평균값 근처에서 여러 퍼센티지의 변화를 보일 수도 있는데, 성대 진동 메커니즘에 관여하는 근육들의 생물학적 상태에 영향을 받기 때문이다. 직접적인 관찰 방법으로도 경우에 따라선 사이클의 정확한 시작점을 찾아낼 수 없다 (끽끽대는 소리(creaky), 한숨 소리, 등등).

달리 말해, 기본 주파수를 측정하는 것이 어려운 큰 이유 중 하나는 바로, 사실상 성문 진동에 있어서 사이클이란 게 애초에 존재하지 않고 그보단 여러 파라미터에 의해 제어되는 동작의 회귀들이 존재한다고 할 수 있기 때문이란 것이다.
그래서 기본 주파수를 찾아내기 위한 수학적 방법, 측정법, 알고리즘들이 100여개 쯤 있게 되었다는… 역시 최적의 방법을 찾아내기 위한 인류의 노고!!
와 후손들의 공부량은 비례하지. 누적의 힘 무시무시해. 캄사.. comme ça…