음향적 사실주의
화상회의 경험에 있어서, 종종 오디오는 간과되는 측면이 있으나, 음향 품질이 회의에 있어서 전체 지각력에 미치는 중요함을 깨닫는 것은 매우 중요합니다. 이 요소는 오늘날 TV 시스템에 포함되는 하이파이 스테레오에 반영되어 있습니다. 진정으로 음향적 사실주의는 회의 경험에 신뢰와 효과를 더해주게 됩니다. 이것은 다른 참가자들이 정말 같은 방에 있는 것처럼 소리가 나게끔 만들어줍니다.

음향적 사실주의의 평가기준 중에서 여기서 검토되는 것은 입력 품질과 출력 품질입니다.

입력 품질에 영향을 미치는 몇 가지 주요 요소가 여기에 있습니다 :

ㆍ설계와 성능.
오늘날 시장에 있는 거의 모든 회의용 전화기는 넓은 지역에 걸쳐 음성을 녹음하기 위해 다중 마이크들을 사용합니다. 대부분의 이 구식의 마이크 디자인들은 여러 개의 지향성 마이크로폰들(확장 마이크를 몇 개 사용하느냐에 따라 3개에서 최대 9개까지)을 사용합니다. 그러나 몇 가지 이유 때문에, 일반적으로 그 마이크들 중에서 한번에 하나만이 작동하게 되어 있습니다. 그 결과 전송 측에서는 한번에 하나의 마이크 신호만을 보내게 되어 완전한 음성 전달이 불가능해집니다.

대조적으로, LifeSize는 이러한 구식 회의용 전화기 디자인과는 현저하게 다른 "전방향성(무지향성)" 아키텍쳐를 소개하였습니다. LifeSize Phone™은 전화기 둘레에 원형으로 배치된 16개의 마이크로폰 배열로 구성되어 있습니다.

LifeSize 마이크로폰 배열에서는 모든 마이크들의 신호가 항상 전달될 수 있게 살아있게 됩니다. 엔지니어링 용어로 설명하자면, 주어진 시스템의 신호대잡음비(S/N)는 센서 수의 두 배에 대해 3 dB씩 증가됩니다. 그래서, 만약 사용자가 마이크 1에서 마이크 2로 움직이면, 사용자는 추가적인 3dB의 S/N 값을 얻습니다. 마찬가지로, 만약 사용자의 마이크가 2개에서 4개로 늘어나면, 사용자는 추가적으로 3 dB을 얻게 됩니다.

LifeSize Phone™에 항상 동시에 작동하는 16개의 마이트로폰이 배열되어 있다는 사실은 LifeSize 아키텍쳐가 거의 12dB의 추가적인 S/N 성능향상을 가져다 준다는 걸 의미합니다. 이것은 오늘날 시장에 현존하는 어떠한 가격대의 회의용 전화기들 보다도 훨씬 좋은 S/N 성능이며 더 깨끗한 음성과 보다 생산적인 음성전화 품질을 제공한다는 의미가 되겠습니다.

이러한 성능의 결과, 다른 시스템들은 흔히 필요로 하는 확장 마이크 없이도 전체 회의실을 완벽히 커버할 수 있습니다. 이것은 비용적인 절감과 보다 세련된 솔루션으로서 테이블 위의 번거로운 연결선들을 없앨 수 있음을 의미합니다. 하나의 전화기로, LifeSize 제품은 다른 경쟁 음성회의 솔루션에 비해서 직선거리로 약 2배(회의실에 따라 평방피트로는 거의 4배를 의미)를 커버할 수 있습니다. 또한, LifeSize Phone™은 매우 큰 회의실들을 위해 2대까지 연결하여 사용할 수 있기 때문에 여전히 추가적인 확장 마이크는 불필요하게 됩니다.

ㆍ주파수 응답.
이 요소는 통화의 명료함 그리고 회의 참석자들과의 대화를 이해하는 우리들의 청취력에 중대한 영향을 미칩니다. 우리가 같은 장소에서 마주 보고 의사소통 하는 것이 가장 효과적이라는 데에는 의문의 여지가 없습니다. 우리들이 원격에서 통신할 때, 커뮤니케이션의 효과는 원격지로부터의 신호들이 마주보고 대화하는 것과 얼만큼 대등한가의 정도에 달려있습니다. 저쪽에서 이쪽으로 도달하는 신호가 어떤 주요 성분(높은 혹은 낮은 주파수)을 빼먹고 있다면, 통신 경험의 품질과 효과는 매우 나빠질 수 있습니다. 그것은 모든 상황에서 통신을 제대로 할 수 없다는 건 아니지만 낮은 품질의 통신은 상황을 더욱 나쁘게 만듭니다. 낮은 품질의 통신시 회의 참석자들은 자주 반복해서 말하기를 요청하고, 듣는데 매우 집중해야 하기 때문에 회의를 하면서 많은 피로를 느끼게 될 것입니다. 더구나 오늘날과 같은 글로벌 커뮤니케이션 환경에서 서로 다른 액센트를 가진 사람들 간에 대화할 경우 더욱 부담이 크다고 할 수 있습니다.

전송된 음성 주파수 대역은 회의 품질의 관점에서 매우 중요합니다. 음성영역의 낮은 주파수는 당신이 회의 상대방과 실제로 같은 방에 있는 것처럼 느끼게 해 줍니다. 그것은 현장감의 문제입니다. 높은 주파수 대역에서 여러분이 얻게 되는 것은 명료함입니다. 그것은 이해력의 문제입니다.

오늘날 몇몇 가장 비싼 음성회의 제품들은 대략 200 Hz 이하의 주파수는 전송하지 못하도록 소프트웨어적으로 제한되고 있습니다. 이렇게 제한하는 이유는 마이크가 진동소음 즉, 예를 들면, 회의 테이블에서 다리를 떠는 소리, 밖에서 트럭이 지나가는 소리 등에 영향받기 쉽기 때문입니다. 이런 소음이 상대에게 전송되는 걸 방지하기 위해 시스템은 압축해서 전송하기 전에 이것을 제거해야 합니다. 불행히도, 이것은 해당 대역에서 발생한 음성신호도 함께 제거된다는 걸 의미합니다.

높은 주파수 대역에서는, 이와 같이 디자인된 마이크들은 일반적으로 발언자가 마이크 바로 앞에 앉아있지 않는 한 가청주파수(예를 들면, 5kHz 이상) 소리를 명확히 픽업할 수 없습니다. 전화기를 만드는 전자기술은 그런 주파수 대역을 잘 전송하는 능력이 있을 수도 있습니다. 그러나, 마이크에서 그런 소리를 픽업할 수 없다면, 상대방에게 그것을 결코 전달할 수 없습니다.

LifeSize는 진동소음과 다른 저주파 소음에 민감하지 않게 새롭게 디자인되었습니다. 진동소음을 100Hz 이하로 다운시켜 고립시키는 특별한 마이크 서스펜션 시스템으로 LifeSize는 시장에 나와있는 가장 좋은 경쟁 솔루션보다도 20데시벨 정도 더 좋다는 걸 증명할 수 있습니다. 주파수 대역의 가장 높은 부분에서, 전방향성 마이크는 LifeSize Phone™이 시종일관 경쟁 디자인보다 10배나 우수한 성능을 내고 HD 고음질 오디오 신호를 생성하게 합니다. 심지어 회의 참석자들이 회의실을 마음대로 돌아다니며 회의할 수 있게 합니다.

ㆍ신호/잡음 비율.
오디오 품질에 있어 이 신호/잡음 비율은 시스템에서 원하지 않는 소리의 크기와 의미있는 신호의 크기 사이의 비율을 표현하는 것입니다. 모든 오디오 시스템에 어느 정도의 소음은 존재하기 마련입니다. 불필요한 구조적 진동, 전력선에서 발생하는 웅웅소리, 무선주파수간섭(RFI) 잡음 뿐만 아니라 또 다른 다양한 요소들이 잡음이 되어 나쁜 영향을 주게 됩니다. 그러한 요소들에는 마이크 자체에서 나는 고유의 전자적 소음과 에어컨 환풍기 소음, 컴퓨터나 프로젝터의 팬 소음 등이 포함됩니다.

모든 마이크로폰 시스템들은 그 방에 음향 에너지가 없다 하더라도 시스템 출력에서 나타나는 신호로서 어느 정도의 자체 잡음을 내게 됩니다. LifeSize 오디오 시스템은 매우 민감하면서도, 아주 낮은 자체 잡음을 나타내도록 특별히 디자인된 마이크로폰 장치를 사용합니다. 이러한 장점은 LifeSize 마이크가 기존 회의용 전화기의 마이크보다 더 쉽게 희미한 음향 신호(예를 들어, 방을 가로질러 도달되는 누군가의 속삭이는 음성과 같은)를 잘 픽업할 수 있다는 걸 의미합니다. 개별적으로 고려할 때, LifeSize 마이크로폰 각 요소들은 다른 경쟁사 제품에서 사용되는 것들에 비해 약 4배(12dB) 더 민감합니다.

언급된 바와 같이 LifeSize 원형 배열 설계는 거의 12dB에 가까운 신호/잡음 비율로 성능을 높여줍니다. 현존하는 다른 경쟁 제품에 비해 월등한 이 신호/잡음 비율은 매우 생산성 있는 회의용 전화기로서 가치를 드높이는 요소가 됩니다.

ㆍ지향성을 갖는 디자인.
지향성은 사람의 음성을 다른 배경 잡음(에어컨 혹은 프로젝터의 팬 잡음과 같은)과 구별하여 픽업하는데 있어 매우 중요한 역할을 하게 됩니다. 만약 모든 마이크들이 모든 방향으로부터 신호를 균등하게 픽업한다면 팬 잡음 같은 것들이 같은 거리에서 말하고 있는 어떤 사람의 목소리와 똑같은 크기로 입력될 것입니다.

전형적인 회의실에는 필요한 음성 신호를 방해하는 불필요한 많은 잡음(이미 언급한 팬 잡음과 같은)이 존재합니다. 그러므로 불필요한 잡음으로부터 음성 신호를 분리해내기 위한 어떤 방법이 필요하게 됩니다. 이것은 일반적으로 각기 다른 곳을 지향하고 있는 많은 지향성 마이크에 의해 가능하게 됩니다.

그러나 LifeSize 전화기의 전방향성 마이크들은 많은 가상의 지향성 신호들을 만들기 위해 “beam-forming”이라고 불리는 매우 정교한 수학적 기법을 사용합니다. 이 기술의 대부분은 아주 먼 거리에 있는 비행기를 감지하는 위상단열(Phased-Array)레이더와 핵잠수함을 위한 예인형 단열 수중음파탐지기(towed sonar arrays)를 디자인했던 과학자들에 의해 고안된 것입니다. 이 시스템은 먼 곳에서 도착한 희미한 신호 혹은 많은 간섭신호 속에 숨겨진 희미한 신호를 감지하고 구별해내는 것이 목적인 사람들을 위해 디자인되었습니다.

이러한 발전된 군사용 시스템에서와 같이, LifeSize의 원형 배열의 전방향성 패턴은 전적으로 소프트웨어에 의해 제어됩니다. 그러므로 LifeSize 스피커폰으로 회의를 하는 곳에서는 좋은 자리 혹은 나쁜 자리라는 것이 있을 수 없고, 지향성 패턴은 실제 환경에 맞게 변화될 수도 있습니다. 예를 들어, 테이블에 놓여있는 프로젝터의 팬과 같은 불쾌한 소음이 있는 회의실의 경우를 고려해야합니다. LifeSize 시스템과 같이 소프트웨어로 제어되는 마이크로폰 배열은 그런 상황에 자동으로 적응하여 그 불쾌한 잡음원으로부터 들려오는 잡음소리를 무효화할 수 있습니다. 이와 같은 적응성은 그런 잡음으로 인한 불편을 최소화하기 위해 마이크 자체를 물리적으로 옮김으로써 가능한 기존 방식의 고정 지향성 화상회의시스템으로는 불가능한 기술입니다. 그러나 LifeSize 의 “beam-forming” 기술은 음성회의 참석자들로 하여금 HD 고음질 사운드가 만들어진다는 사실을 확신하게 해 드립니다.

출력 품질에 영향을 주는 몇 가지 주요 요인은 다음과 같습니다:

ㆍ입체 공간적인 오디오.
화상회의에 있어 음향적 사실주의를 극대화하기 위하여, 화면상의 비디오와 음성을 위치까지도 정확히 매칭시키는 것이 필요합니다. 이것은 화상회의를 호감이 가고 생산적인 것으로 만드는데 있어 매우 중요한 요소입니다. 불행히도 오늘날 대부분의 화상회의 업체들은 이 문제에 잘 대응하지 못하고 있습니다. 이와 대조적으로 LifeSize는 다양한 각도에서 말하는 사람의 위치를 얻기 위해 사용되는 8개의 마이크를 가진 카메라를 제공합니다. 그 공간적인 위치는 좌우 채널 정보로 상대 측에 보내져서 재생을 위한 정보로 제공됩니다. 그런 후 음성은 스크린 상에서 말하는 사람의 위치와 같은 곳에서 소리가 나는 것처럼 스피커를 통해 재생되게 됩니다. 바꾸어 말하면, 입체 공간적인 오디오 데이터는 비디오와 오디오가 그야말로 정확히 매칭되는 것을 가능하게 해 드립니다.

ㆍ 왜곡.
왜곡을 단순하게 정의하자면, 원음에 원래 존재하지 않았던 여분의 신호성분이 추가되는 것을 의미합니다. 만약 여러분이 첫 통신에서 원음 신호의 전부를 받지 못한다면, 이미 충분히 잘못된 것인데 설상가상으로 그 위에 원음에는 존재하지 않던 추가적인 신호가 더해진다면 이것은 상대방이 훨씬 알아듣기 힘든 소리가 될 것입니다. 그러나 다른 면에서, 훨씬 더 나쁜 면에서 보면, 왜곡은 음성회의의 성능에 악영향을 줍니다. 그러한 문제는 최근 음성회의 시장에 나타난 실제 기술혁신 중의 하나인 음향 메아리 제거(Acoustic Echo Canceller-AEC) 기술의 핵심에 놓여 있습니다.

단순히 말하면, AEC는 마이크로 받아들여진 신호가 스피커로 나와서 다시 마이크로 보내지는 것을 찾아내고 제거하는 것에 관해 책임지게 됩니다. 이것은 음성회의시스템에서 끝없이 일어나는 마이크와 스피커 사이의 반복 재입력 현상(피드백 혹은 하울링이라 알려져 있는 상황)으로부터 원래 신호를 유지하도록 해 줍니다. AEC가 효과적으로 작동할수록, 음성회의는 더욱 깨끗해집니다. 그러나 그 왜곡성분을 제거할 때 회의에 필요한 신호들도 제거되는 문제가 발생할 수 있습니다.

LifeSize 시스템은 많은 경쟁제품보다 왜곡현상을 두 배 정도 낮출 수 있도록 특별히 디자인된 라우드스피커(특허줄원중)를 포함하고 있습니다. 결과적으로 AEC는 음성회의 상대방에게 전달될 수 있도록 깨끗한 신호를 만들기 위해 어설픈 방법을 취하지 않도록 해드립니다. 그 결과, AEC 는 보다 효과적으로 작동하여 훨씬 깨끗하고 자연스러운 음성통신 경험을 제공하게 됩니다. 진정으로 LifeSize 스피커 디자인은 음성회의시스템의 다른 경쟁공급자들보다 10배 이상 왜곡을 감소시켜 드립니다.

ㆍ압축 알고리즘.
현존하는 음성회의 전화기들은 G.711과 G.722 같은 표준 알고리즘 뿐만 아니라 여러 특허 알고리즘들을 사용하고 있습니다. 대부분의 이런 알고리즘들은 3.5kHz에서 8kHz로 대역으로 한정되어 있습니다. 특허 알고리즘의 경우, 보다 높은 대역이 지원된다는 장점이 있으나 이것은 유사한 특허 판매자 시스템과 연결되었을 때만 가능합니다.

LifeSize는 초광대역이 지원되는 오디오 시스템 코덱을 위해 다른 기법을 사용합니다. LifeSize 전화기에서 사용되는 것은 산업표준인 MPEG AAC (Advanced Audio Compression)를 변형하여 독일의 Fraunhoffer 연구소가 만든 것으로 완전히 20kHz 대역을 지원할 수 있는 알고리즘입니다. 이것은 애플의 인기있는 iPod® 오디오 플레이어에서 사용되고 있는 것과 같은 알고리즘입니다. 여러분이 iTunes®으로부터 노래를 다운받는다면, 128kbs 전송률을 가진 AAC 파일을 갖게 되는 것입니다. LifeSize AAC 코덱은 보통 싱글채널 모드에서 실행되기 때문에 효과적인 전송률은 iTunes 음악의 반인 64kbps입니다. 그러나 그 점을 제외하면, iTunes와 같은 압축률과 같은 기본 알고리즘을 사용하고 있습니다.

양방향 통신을 위해 LifeSize가 최적화시킨 AAC 코덱은 보다 높은 대역을 제공합니다. IP를 사용하는 음성통화의 경우, LifeSize 전화기는 100 Hz ~ 16 kHz 사이의 광대역 오디오 범위를 갖게 됩니다. LifeSize Room 화상회의시스템과 연동되어 사용하는 경우, 전송된 오디오는 100 Hz ~ 22 kHz 범위의 초광대역 오디오를 사용할 수 있습니다. PSTN 연결을 통해 전화기로 사용하는 경우, 이 시스템은 아날로그 대역의 한계로 인하여 200 Hz ~ 3.3kHz 사이의 오디오를 전달하게 됩니다.

또한, LifeSize가 만든 AAC는 시스템의 입력과 출력 사이에서 일관되게 낮은 딜레이가 생기도록 하는 특별한 최적화 기술을 포함하고 있습니다. 최소 43ms 정도의 딜레이를 갖는 다른 AAC 알고리즘 구현과는 대조적으로, LifeSize AAC 알고리즘에 포함된 실제 딜레이는 20ms 이하입니다. 그러므로 LifeSize 초광대역 코덱은 엄청나게 작은 딜레이로써 믿을 수 없을 만큼의 명백한 결과를 보여줍니다.