소음, 음악 감상의 방해자

음악을 즐기는 많은 오디오파일들에게 있어 음악 감상을 위한 청취환경은 대단히 중요하다. 오디오 시스템을 꾸밀 경우 공간과 어울리는 시스템을 선정하고, 배치하는 한편 방음, 차음, 흡음, 저음의 진동, 반사음, 천장과의 높이 등도 고려해야만 원하는 소리를 얻을 수 있기 때문이다.

이는 거창한 하이파이 시스템이 아니어도, 이어폰과 MP3 플레이어 하나만으로 구성한 간결한 리스닝 시스템도 마찬가지다. 특히 이동하며 음악을 즐기거나 할 때에는 음악에 집중하지 못하도록 방해하는 여러 외부 요인들을 최대한 배제해야 좀 더 음악이 선사하는 감동을 느끼기 쉽다. 하지만 때때로 음악 소리보다 더 큰 외부 소음이 청취자의 음악에의 몰입을 방해하곤 한다.

▲ 소음 변화 측정은 '골든이어스'의 김은동 대표가 맡아 진행했다.

외부 소음이 거슬려 볼륨 dB을 높이면 이는 곧 청취자의 청각에 심각한 장애를 초래할 수 있다. 그래서 헤드폰이나 이어폰 제조사들은 차음성을 높이는 데 몰두하는 한편 지나치게 큰 볼륨으로 장시간 음악을 듣는 것을 삼가하도록 권유한다.

그렇다면, 음악을 지독히도 듣고 싶은데 주변 환경이 각종 소음에 노출되어 있다면 어떻게 해야 할까? 여기에 대한 해법으로 헤드폰 제조사들은 소음 감소 기능을 탑재한 헤드폰을 제시한다.

주변 소음 감쇄, 하지만 '멍'해지는 기분

보편적으로 'Noise Cancelling'이라 부르는 소음 감소 기능은 헤드폰에 장착된 프로세서와 마이크를 통해 외부 소음을 분석하고, 그와 반대되는 주파수 헤르츠(Hz)를 생성해 소음을 서로 상쇄시키는 것을 말한다. 이렇게 함으로써 청취자는 외부 소음을 크게 줄일 수 있지만 이 노이즈 캔슬링 기능이 작동 중일 시에 대체로 소리 성향이 다소 바뀐다. 또한 지나치게 정적이 흐르는 적막한 곳에 있거나 고지대에서 귀가 멍해지는 듯한 불쾌한 기분이 들기도 한다. 마치 귀가 막히거나 귀 안으로 압력이 전달되는 느낌이 든다. 때문에 일부 오디오파일들은 노이즈 캔슬링 기능에 거부감을 표현하기도 한다.

▲ 테스트를 위해 수고해 준 더미 헤드 군. 내장된 마이크를
통해 볼륨을 측정, 소프트웨어로 수치화 해 나타내 준다.

노이즈 캔슬링 헤드폰의 또 다른 단점은 그러한 기능 동작하기 위한 전력이 필요하다는 것이다. 이는 헤드폰 잭을 통해 공급받는 미량의 전기신호로는 달성하기 힘든 것으로, 대다수의 노이즈 캔슬링 헤드폰들은 별도의 배터리를 사용한다. 따라서 수시로 배터리를 충전하거나 교체해야 하는 번거로움이 있으며 부피가 커지고, 가격이 일반적인 헤드폰들에 비해 비싸다는 단점이 있다.

이렇게 노이즈 캔슬링 헤드폰의 단점을 먼저 열거하니 마치 '못 쓸 만한 기능'으로 여겨질 수 있다. 하지만 그럼에도 불구하고 노이즈 캔슬링 기능은 상당히 매력적이다. 지속적으로 출시되고 있는 노이즈 캔슬링 헤드폰들은 이러한 단점들을 지니더라도 소음을 크게 줄일 수 있다면 구매할 소비자들이 존재한다는 반증이기도 하다.

▲ 노이즈 캔슬링 헤드폰들은 대체로 위 사진처럼
케이블을 제거한 후 소음 감소 용도로만 사용할 수도 있다.

소음 감소 외에 노이즈 캔슬링 헤드폰의 장점을 하나 더 소개한다면, 일반 헤드폰들과 달리 노이즈 캔슬링 헤드폰들은 코드를 제거할 수 있도록 돼 있다. 즉 공항, 버스, 기차, 도서관 등의 공간에서 잠을 청하거나 뭔가에 몰두하고 싶을 때 거추장스러운 케이블을 제거하고 단순히 헤드폰을 착용한 뒤 노이즈 캔슬링 기능을 활성화시키면 공부를 하거나 숙면을 취하는 데 큰 도움이 된다.

여러 사람들의 웅성거림이 신경 쓰이는 학교 도서관에서 시험 공부를 하거나 장시간 꼼짝 못하고 앉아서 큰 소리로 울부짖는 아이의 울음소리를 들어야 하는 비행기 안에서 노이즈 캔슬링 헤드폰을 착용한 적이 있는 이라면 이 헤드폰의 기능에 감탄을 마지 않을 것이다.  

최대 소음 감소 99%, 과연 사실일까?

시중에 판매 중인 노이즈 캔슬링 헤드폰들을 유심히 살펴보면 90% 이상 소음 감소한다는 문구가 종종 붙어 있곤 한다. 그렇다면 얼마나 많은 양의 외부 소음이 차단된다는 것인지 선뜻 감이 안 와 닿을 것이다. 그리고 분명 소음 감소 효과가 꽤 크지만 과연 그만큼이나 되는지 의구심이 들기도 한다. 그래서 본 벤치마크를 통해 실제 인기 있는 노이즈 캔슬링들의 소음 감소 효과를 측정, 테스트하기로 했다.

▲ 과연 광고 문구처럼 소음을 99%나 차단할까? 혹은 마케팅을 위한 과장광고일까?

테스트에 앞서, 본 기사는 음향 측정을 통해 객관적이고 사실적인 리뷰로 정평 난 '골든이어스(http://goldenears.net)'과 IT조선/다나와가 공동으로 기획하고 진행했음을 밝혀둔다. 소음 감소치 측정은 측정 데이터를 기반으로 하는 리뷰 전문 사이트 골든이어스가 제공했다.

테스트 제품은 4브랜드 4모델

먼저, 노이즈 캔슬링 기능이 있는 제품 4종을 모아봤다. 노이즈 캔슬링 기능이 있는 헤드폰 수가 아주 많지 않고 가격대가 높다 보니 신제품 발매가 잦지 않다. 가격대도 10만원 이하부터 70만원대까지 다양하지만 우선 '귀를 덮을 정도의 이어패드를 갖춘 모델', '케이블 착탈이 가능한 모델', '실 구매가 20~40만원대 사이의 모델'들 중에서 선택하도록 했다. 그 결과 모인 제품은 아래와 같다.

테스트를 위해 사용된 기기와 소프트웨어는 다음과 같다.

테스트 방법은 일상 생활 소음 수준과 환경을 고려해 지하철 소음, 버스 소음을 녹음한 뒤, 실제 볼륨 레벨과 같도록 맞춰 스피커로 재생하는 한편, 볼륨이 일정한 핑크 노이즈까지 총 3가지 노이즈 패턴을 HATS(더미 헤드) 장비에 연결해 측정하는 순서로 진행했다.

노이즈 측정도 단순히 헤드폰 착용 상태에서 한 번으로 끝내지 않고 HATS를 오픈한 상태(헤드폰 미착용), 헤드폰 착용(노이즈 캔슬링 비활성), 헤드폰 착용(노이즈 캔슬링 비활성)의 3번씩 진행한 뒤 이를 그래프로 표시했다. 단, 소니 MDR-NC500D는 노이즈 캔슬링 기능이 상황에 따라 [1. 비행기 소음 2. 버스나 전철 소음, 3. 실내 일상 소음]의 세 가지 모드가 있으므로 총 3번 이뤄졌으니 도합 4모델×3가지 노이즈 패턴×3가지 상황+소니 추가 소음 감소 모드=42회에 걸쳐 측정했다.

▲ 테스트에 사용된 노이즈 캔슬링 헤드폰 4종. 실 구매가 20만원~40만원대로 다소 비싼 편이다.
왼쪽부터 시계방향으로 MDR-NC500D, AURVANA X-Fi, AH-NC732, QC15

이제부터 실제 측정한 소음치를 살펴보도록 하자. 먼저 항상 일정한 볼륨 레벨을 들려주는 핑크 노이즈를 기준으로 삼아 0dB로 사운드를 조정했다. 실제 수치와 다소간 차이가 날 수 있지만 아래 그래프들은 외부 소음이 0dB일 때 얼마만큼 낮아졌는지를 알아볼 수 있도록 했다. 자세한 설명은 각각의 제품별로 추가하기로 하고, 그래프 순서는 핑크 노이즈, 버스 내 소음, 전철 내 소음이며 편의상 '노이즈'로 통일해 표기했다.   

핑크 노이즈 측정

데논 AH-NC732

연두색: 아무것도 착용하지 않은 상태
분홍색: 헤드폰 착용, NC기능 OFF
파란색: 헤드폰 착용, NC기능 ON 

크리에이티브 AURVANA X-Fi

연두색: 아무것도 착용하지 않은 상태
분홍색: 헤드폰 착용, NC기능 OFF
파란색: 헤드폰 착용, NC기능 ON

소니 MDR-NC500D

연두색: 아무것도 착용하지 않은 상태
분홍색: 헤드폰 착용, NC기능 OFF
노란색: NC Mode A(1)- 비행기
하늘색: NC Mode B(2)- 버스,기차
보라색: NC Mode C(3)- 사무실

보스 QC15

연두색: 아무것도 착용하지 않은 상태
분홍색: 헤드폰 착용, NC기능 OFF
파란색: 헤드폰 착용, NC기능 ON

핑크 노이즈(Pink noise)는 모든 가청 주파수 대역을 포함한 노이즈로 전 대역에 관한 볼륨 레벨 변화를 살피기 위한 키(Key)로 측정했다. 따라서 녹색 핑크 노이즈는 0dB에 가까운 평탄한 주파수 특성을 보여준다.

특이한 점은 헤드폰을 착용하는 것만으로 소음이 상당히 많이 감소한다는 사실이다. 몇몇 고급 헤드폰들은 별도의 노이즈 캔슬링 기능이 없어도 상당히 우수한 차음효과를 나타낸다. 이번 테스트에 사용된 제품들은 정도의 차이는 있지만 헤드폰 착용 만으로 소음 감소 효과가 두드러졌다. 단, 전 대역에서 차음효과가 고르기보다는 800Hz~10,000Hz 사이가 가장 두드러지며, 3,000Hz 대역에서 가장 소음 감소 효과가 컸다.

▲ 본 테스트는 모든 주파수 대역 신호가 포함된 핑크 노이즈, 그리고 일상 생활 속에서 가장
자주 접하게 되는 환경과 노이즈 정도를 포함한 버스, 전철 내부의 소음을 녹음해 진행했다.

헤드폰 착용에도 불구하고 별 효과가 없는 주파수 대역은 저음역대. 이 대역은 노이즈 캔슬링 기능을 작동시키자 본격적으로 소음 감소가 이뤄졌다.

가장 소음 감소 효과가 적은 대역은 1kHz 부근이었다. 그리고 가장 적은 소음 감소는 대략 -5dB 내외지만 가장 효과가 높은 대역에서는 -25dB까지 감소 효과가 나타남을 확인할 수 있었다.

핑크 노이즈의 패턴으로는 보스의 QC15가 가장 소음 감소 효과가 큰 것으로 나타났다. 크리에이티브의 AURVANA X-Fi와 데논 AH-NC732은 효과가 비슷하며, 소니의 MDR-NC500D는 1kHz 이상의 대역에서는 효과가 상당하지만 저음역대의 감소효과는 미비한 것으로 나타났다.

MDR-NC500D는 타 제품들과 달리 노이즈 캔슬링 기능이 장소 특성에 따라 3가지로 구분돼 있는데 전 대역에 걸쳐 고른 소리를 내 주는 핑크 노이즈에서는 당연히 큰 차이 없이 유사한 결과를 보여줬다.

전철 노이즈 측정

데논 AH-NC732

연두색: 아무것도 착용하지 않은 상태
분홍색: 헤드폰 착용, NC기능 OFF
노란색: 헤드폰 착용, NC기능 ON

크리에이티브 AURVANA X-Fi

연두색: 아무것도 착용하지 않은 상태
분홍색: 헤드폰 착용, NC기능 OFF
노란색: 헤드폰 착용, NC기능 ON

소니 MDR-NC500D

연두색: 아무것도 착용하지 않은 상태
분홍색: 헤드폰 착용, NC기능 OFF
노란색: NC Mode A(1)- 비행기
하늘색: NC Mode B(2)- 버스,기차
보라색: NC Mode C(3)- 사무실

보스 QC15

연두색: 아무것도 착용하지 않은 상태
분홍색: 헤드폰 착용, NC기능 OFF
노란색: 헤드폰 착용, NC기능 ON

일반적으로 널리 쓰이는 소음 측정 단위인 데시벨(dB)에 대해 좀 더 자세히 살펴보자. 일반적으로 100~200Hz의 저음 소음이 100dB을 넘어가면 청취자는 압박감과 진동을 느끼게 된다(자료:한국표준과학연구원). 특히 저주파 소음은 심박수 감소 또는 증가, 수축기 혈압 감소, 뇌파의 진폭 증가, 아드레날린과 도파민 증가, 호흡수 감소 혹은 증가 등 다양한 신체활동 변화를 이끌어내기도 한다. 소음은 생각보다 인체에 유해하다는 뜻이다. 아래 일반적인 상황에서의 소음 정도를 살펴보자.

테스트에 사용된 전철 소리는 서울 지하철 내 소음을 녹음하고 실제에 가까운 볼륨으로 재생한 음원이다. 표에 나타나듯 지하철 내 소음은 약 80dB에 달하며, 이 정도 소음을 계속 듣는다면 상당히 피곤해질 수 있으며 불쾌감을 유발할 수도 있다.

이 전철 소리를 헤드폰 없이 측정한 것이 그래프 상의 녹색 선이다. 불규칙한 소리 변화만큼 그래프의 변화 폭도 커졌다. 100Hz 이하의 초저음역은 핑크 노이즈보다 더욱 효과적으로 소음을 차단하는 것을 확인할 수 있다.

AURVANA X-Fi와 데논 AH-NC732은 역시 비슷한 특성을 보여주며 대략 10dB 정도의 소음 감소 효과를 보여준다. 반면 보스의 QC15는 5,000Hz~9,000Hz까지는 소음 감소 효과가 거의 없지만 그 아래 주파수 대역에서는 -20~25dB에 가까운 소음 감소 효과를 보여준다.

소니의 MDR-NC500D는 버스/전철에 좀 더 최적화된 소음 감소 모드를 지녔지만 약 1kHz 이상은 별 차이가 없으며(이는 이어패드 영향이 가장 큰 듯하다) 저음부에서는 비행기 모드가 가장 나은 소음 감소치를 보여줬다.

특히 150~300Hz 사이에서 비행기 모드와 버스/전철 모드 간 갭이 크게 나타났는데 이는 일반적인 음성은 들을 수 있도록 하고 스트레스를 야기하는 주파수 대역만을 감소시킨 것이 아닐까 하는 생각이 든다.

버스 노이즈 측정

데논 AH-NC732

연두색: 아무것도 착용하지 않은 상태
분홍색: 헤드폰 착용, NC기능 OFF
파란색: 헤드폰 착용, NC기능 ON

크리에이티브 AURVANA X-Fi

연두색: 아무것도 착용하지 않은 상태
분홍색: 헤드폰 착용, NC기능 OFF
파란색: 헤드폰 착용, NC기능 ON

소니 MDR-NC500D

연두색: 아무것도 착용하지 않은 상태
분홍색: 헤드폰 착용, NC기능 OFF
노란색: NC Mode A(1)- 비행기
하늘색: NC Mode B(2)- 버스,기차
보라색: NC Mode C(3)- 사무실

보스 QC15

연두색: 아무것도 착용하지 않은 상태
분홍색: 헤드폰 착용, NC기능 OFF
파란색: 헤드폰 착용, NC기능 ON

마지막 테스트인 버스의 소음은 전철과 유사한 성향을 보일 거라 예측했고, 실제 그래프도 상당히 유사하게 나왔다. 하지만 대역별로 살펴보면 주파수 사이사이 골이 두툼한 전철과 달리 버스는 좀 더 날카로운 그래프를 보여주는데 이는 항상 일정한 소음 정도를 유지하는 전철보다 그때그때 도로 사정에 따라 다른 소음 정도를 나타내기 때문일 듯하다.

전체적인 그래프는 전철 쪽 결과와 유사하지만 크리에티브의 AURVANA X-Fi가 60~80Hz의 중간 저음역대가, 데논의 AH-NC732는 그보다 높은 70~110Hz 저음역대의 골이 날카롭게 파인 모습이다.

보스 QC15는 전체적으로 전철과 비슷한 소음 감소 그래프를 보여주지만 100~500Hz의 낮은 중역~중간 중역 대역이 전체적으로 조금 더 우수한 효과를 나타냈다. 특히 500Hz의 중음역은 -5dB만큼 더 효과적으로 소음을 줄여준 점이 이채롭다.

소니는 역시 저음역대에서는 비행기 모드의 소음 감소 기능이 가장 탁월하지만 버스/전철, 그리고 사무실 모드는 고음역대에서 좀 더 효과적인 것으로 나타났다.

가장 우수한 효과 보인 모델은 보스 QC15

테스트 결과를 살펴보면 크리에티브의 AURVANA X-Fi와 데논의 AH-NC732가 거의 대동소이한 결과를 보여줬고 소음 감소 효과도 중간 정도를 나타냈다. 반면 보스의 QC15의 경우 어떠한 환경에서도 큰 차이로 가장 우수한 효과를 보여줬다. 평균적으로 -20~25dB만큼 소음 감소 효과를 보여줬다. 앞서 두 제품이 -10~15dB 정도의 효과를 내 준 것과 비교 시 큰 차이를 보였다.

반면 소니의 MDR-NC500D는 가장 낮은 소음 감소 효과를 보여줬다. 굳이 노이즈 캔슬링 모드 A/B/C로 나누지 않고 보다 소음 감소 기능을 강화했으면 하는 아쉬움이 남는다. 특히 국내 발매 가격이 상당히 높았던 모델이었던 만큼 아쉬움이 더욱 커진다. 반면 컴팩트한 사이즈, 우수한 착용감, 소위 '요다 현상'이라 말하는, 좌우로 툭 튀어나오는 흉한 모습에서 탈피한 디자인은 반길 만하다.

▲ '소음 감소' 측면만 살펴본다면 보스의 QC15는 단연 챔피언이다.

결과적으로, 모든 노이즈 캔슬링 헤드폰들은 정도의 차이는 있지만 효과를 보인다. 특히 10,000Hz 이상의 고음역대에서는 별 효과를 못 느끼지만 사람이 일상 생활에서 들을 수 있는 대역 대부분에서 효과를 보이는 만큼 소음이 특히 거슬리는 이들에게 노이즈 캔슬링 헤드폰은 큰 도움이 될 것이 틀림 없다.

다만 어떠한 기준으로 '소음 감소 99%'까지 도달했는지 모르지만 대부분의 출시사들이 실제 효과에 비해 과장 광고하는 점은 반드시 근절해야 할 부분이다. 가령 한 업체에서 '소음 감소 효과 75%'라고 써 붙여 판매했다면 다른 업체에서는 '소음 감소 효과 80%'라고 써붙여 제품의 성능을 돋보이게 하려 했을 것이다. 그렇게 몇 차례 반복하다 결국 '소음 감소 99%'까지 도달한 듯하다. 따라서 제조사들은 어떠한 근거로, 어떠한 환경에서 그러한 수치가 나왔는지도 밝혀 왜곡된 정보로 소비자들의 구매에 영향을 끼쳐서는 안 될 것이다.

테스트 측정/골든이어스 김은동 대표
진행/IT조선 이상훈 기자 tearhunter@chosunbiz.com
상품전문 뉴스채널 <IT조선(it.chosun.com)>