오디오 필터: 하이패스·로우패스·밴드패스와 컷오프 읽기

이름의 ‘패스’는 남기는 쪽을 뜻한다

오디오 필터는 주파수에 따라 신호를 통과시키거나 줄이는 처리입니다. 하이패스의 ‘하이’는 줄이는 쪽이 아니라 통과시키는 높은 쪽을 가리킵니다. 따라서 하이패스로 저역을 줄이고, 로우패스로 고역을 줄입니다. 밴드패스는 가운데의 일정한 대역을 통과시키면서 양쪽 바깥을 줄입니다. 바이패스는 필터 처리를 건너뛰는 상태로, 처리 전후를 비교할 기준입니다.

예를 들어 말소리에 섞인 낮은 울림을 줄이는 목적이라면 하이패스를 후보로 생각할 수 있습니다. 반대로 높은 쪽 성분을 줄이고 싶다면 로우패스를 살펴봅니다. 가운데 대역만 강조되는 효과를 만들려면 밴드패스가 출발점입니다. 이것은 필터를 고르는 설명 예이며, 어느 목소리나 음원에서도 같은 설정이 적합하다는 뜻은 아닙니다.

아래 그림은 가로축이 주파수이고 곡선의 높이가 상대적인 통과 정도인 개념도입니다. 높은 위치에 머무는 쪽은 비교적 많이 남고 낮아지는 쪽은 줄어듭니다. 실제 음원의 스펙트럼과도 구별해야 합니다. 응답 곡선은 필터가 각 주파수에 하는 일을 보여 주고, 음원의 스펙트럼은 그 음원에 들어 있는 성분을 보여 줍니다. 그림 자체가 측정 결과는 아닙니다.

수치 근거로 공개된 것은 2026년 8월 26일의 합성 신호 시험입니다. 48 kHz, 길이 1초, 진폭 0.25인 100 Hz·1 kHz·8 kHz 사인파를 각각 사용했습니다. 사인파는 한 주파수의 반응을 살펴보기 위한 입력입니다. 컷오프 1 kHz, Q 0.70710678인 2차 RBJ 바이쿼드 필터를 적용했으며, 이는 W3C Audio EQ Cookbook의 계수식을 사용하는 계산 방식입니다. 실제 녹음물이나 플러그인으로 청취 시험을 한 기록은 아닙니다.

컷오프는 위치, 기울기는 가파름, Q는 주변 모양

컷오프 주파수는 통과 영역과 감쇠 영역 사이의 기준 위치입니다. 하이패스에서 컷오프를 높이면 더 넓은 저역이 줄어드는 쪽에 놓입니다. 로우패스에서 컷오프를 낮추면 더 넓은 고역이 줄어드는 쪽에 놓입니다. 두 필터는 남기는 방향이 반대이므로, 같은 ‘주파수를 낮춘다’는 조작도 결과를 따로 읽어야 합니다.

기울기, 또는 슬로프는 감쇠 쪽으로 갈수록 얼마나 가파르게 줄어드는지를 나타냅니다. 화면에서 흔히 쓰는 dB/oct는 주파수가 두 배 또는 절반인 한 옥타브 간격당 감쇠 변화를 뜻합니다. 다만 컷오프 바로 옆까지 완벽한 직선이라는 뜻은 아닙니다. W3C는 표준 2차 하이패스·로우패스를 12 dB/oct로 설명하지만, 실제 디지털 응답 전체를 자로 그은 직선처럼 계산해서는 안 됩니다.

Q는 필터 종류에 따라 읽습니다. W3C의 하이패스·로우패스에서는 컷오프 부근이 얼마나 솟는지를 제어하고, 밴드패스에서는 통과 대역의 폭을 제어합니다. 밴드패스의 Q를 높이면 통과 폭이 좁아집니다. 그래서 가운데 주파수만 정해서는 밴드패스의 모양을 설명할 수 없습니다. 어느 부분을 중심으로 얼마나 넓게 남기는지가 함께 필요합니다.

설정창에서 값 하나만 복사할 때도 이 구분이 중요합니다. 이 글의 계산에 쓰인 Q 0.70710678은 계수식의 Q입니다. 특히 Web Audio의 하이패스·로우패스 Q 속성은 dB 단위로 정의되어 있어 이 숫자를 그대로 입력하는 것과 같지 않습니다. 같은 이름의 항목이라도 사용하는 도구의 정의와 응답을 함께 보아야 합니다. 아래 표는 이런 차이를 놓치지 않고 한 항목씩 비교하는 방법입니다.

저역 정리와 고역 감쇠를 판단하는 예

다음 사례는 실제 작업 후기가 아닌 판단 방법의 예입니다. 말소리의 낮은 울림을 줄이려면, 먼저 울림과 목소리가 함께 들리는 짧은 구간을 고릅니다. 하이패스를 켜고 기울기와 Q를 고정한 채 컷오프를 낮은 위치에서 조금씩 높여 봅니다. 판단할 것은 울림의 감소와 목소리의 보존 두 가지입니다. 울림은 줄었지만 목소리까지 지나치게 얇아졌다면 컷오프를 다시 낮추거나 처리를 끄는 쪽으로 되돌립니다.

높은 쪽의 거친 느낌을 줄이려는 로우패스 비교에서는 반대로 높은 컷오프에서 시작해 내려갑니다. 원하는 변화가 생기더라도 발음이나 악기의 필요한 밝기까지 잃었다면 컷오프를 다시 올립니다. 필터는 같은 주파수에 있는 성분 중 ‘소음’만 알아서 골라내지 않습니다. 없애려는 성분과 남기려는 성분이 겹치면 한 번의 필터 처리로 둘을 완전히 분리할 수 없습니다.

바이패스와 처리음을 번갈아 듣는 비교를 A/B라고 합니다. 같은 구간을 반복하고, 비교용 출력 볼륨을 조절해 한쪽이 유난히 크게 들리지 않도록 맞춥니다. 여기서 볼륨 맞추기는 필터의 효과를 만드는 조작과 구분합니다. 컷오프와 Q와 기울기를 동시에 바꾸면 어떤 조절이 울림을 줄이고 어떤 조절이 목소리를 바꿨는지 알아내기 어렵습니다.

예를 들어 비교 결과가 ‘울림은 줄었지만 말의 두께가 함께 사라졌다’라면 필터를 계속 강하게 만드는 것이 답은 아닙니다. 먼저 마지막으로 목소리가 유지됐던 위치로 돌아가고, 두 성분을 충분히 나눌 수 없다면 하이패스만으로 해결하려는 계획을 바꿉니다. 반대로 ‘울림이 줄고 필요한 목소리는 유지됐다’는 결과라면 그 설정을 전체 문장과 다른 악기가 함께 나오는 구간에서도 확인한 뒤 채택할 수 있습니다.

−3.010 dB는 사라짐이 아니라 약 70.7%가 남았다는 뜻

공개 JSON의 하이패스 결과를 보면 100 Hz는 −40.025 dB, 1 kHz는 −3.010 dB, 8 kHz는 −0.001 dB입니다. 낮은 100 Hz가 크게 줄고 높은 8 kHz는 거의 그대로 남았습니다. 로우패스는 100 Hz가 0.000 dB, 1 kHz가 −3.010 dB, 8 kHz가 −37.797 dB여서 반대 방향을 보여 줍니다. 0.000 dB는 무음이 아니라 입력과 거의 같은 크기라는 뜻이며, 여기서는 소수 셋째 자리로 반올림한 값입니다.

이 시험의 dB는 출력과 입력의 RMS 비율을 20 × log10(출력 RMS ÷ 입력 RMS)로 바꾼 값입니다. RMS는 샘플을 제곱해 평균한 다음 제곱근을 구한 크기 척도입니다. 1 kHz의 입력 RMS는 0.176777, 출력 RMS는 두 필터 모두 0.125였습니다. 0.125를 0.176777로 나누면 약 0.707, 즉 70.7%입니다. 기존 −3.010 dB는 이 계산을 표현한 값이지 새로 청취해서 매긴 점수가 아닙니다.

이 비율을 제곱하면 약 0.5이므로 신호의 평균 제곱값은 약 절반입니다. 이를 ‘귀에 절반 크기로 들린다’거나 ‘목소리의 절반이 삭제됐다’고 옮기면 안 됩니다. 여기서 비교한 것은 한 주파수 사인파의 수학적 크기입니다. 같은 방식으로 −40.025 dB도 크게 줄었다는 뜻이지 정확히 0이 됐다는 뜻은 아닙니다. 컷오프라는 이름만 보고 양쪽 중 한쪽이 완전히 사라졌다고 생각할 수 없는 이유입니다.

계산은 필터가 시작될 때의 일시적인 변화를 제외하려고 0.25초 이후 구간을 사용했습니다. 따라서 이 결과는 정해진 입력과 구간에서의 응답을 설명합니다. 컷오프에서 −3.010 dB가 나온 것도 Q와 구현이 고정된 이번 조건의 결과입니다. 다른 Q나 다른 설계의 필터에 같은 컷오프 숫자를 넣었을 때도 똑같이 나올 것이라고 일반화할 수는 없습니다.

언제 설정을 남기고 언제 원래 소리로 돌아갈까

필터를 남길 기준은 그래프가 깔끔해졌는지가 아니라 줄이려던 성분이 줄고 필요한 소리가 남았는지입니다. 말소리 정리라면 문장이 자연스럽게 이어지는지, 악기 정리라면 곡 안에서 맡은 역할을 유지하는지를 함께 판단합니다. 특정 구간에서는 괜찮아도 다른 구간에서 필요한 저음이나 고음이 빠진다면 강도를 낮추거나 적용 구간을 다시 정할 이유가 있습니다.

여러 트랙을 작업할 때는 개별 트랙을 들은 뒤 전체가 모이는 출력에서도 다시 비교합니다. 그 출력 경로를 버스라고 부릅니다. 이번 합성 시험은 사인파를 각각 처리했으므로 여러 악기나 마이크가 합쳐졌을 때의 결과를 보여 주지 않습니다. 개별 필터에서 저역이 줄었다는 사실만으로 전체 믹스가 좋아졌다고 결론내리지는 않습니다.

설정 결과를 남길 때는 ‘필터 사용’보다 판단이 담긴 문장이 유용합니다. 예를 들어 ‘낮은 울림을 줄이려고 하이패스를 비교했으나 목소리의 두께도 줄어 바이패스를 선택했다’는 설명은 처리하지 않은 이유까지 전달합니다. ‘울림이 줄고 문장의 필요한 소리는 유지되어 설정을 남겼다’면 무엇을 보존했는지 드러납니다. 두 문장은 기록 방식의 예이며 이 글에서 수행한 청취 결과는 아닙니다.

이 글에서 수치로 확인할 수 있는 결론은 한 구현의 하이패스·로우패스가 서로 반대 대역을 감쇠했고 컷오프에서도 신호가 남았다는 것입니다. 밴드패스와 실제 음원 예는 개념 및 적용 판단을 위한 설명입니다. 필요한 개선이 없거나 보존하려던 소리를 잃었다면 바이패스로 돌아가는 것도 완성된 결정입니다. 필터를 반드시 켜 둬야 작업이 끝나는 것은 아닙니다.

갱신 이력

과거 게시·수정 이력은 확인 중이며, 확인된 변경부터 기록합니다.

• 내용 수정 / 2026-09-08

  필터 종류·컷오프·기울기·Q를 한국어로 풀고 기존 합성 결과의 −3.010 dB, RMS 비율, 반올림 의미를 설명했습니다. 저역·고역 처리의 판단 예를 추가하고 반복 작성자 서사와 빈 기록 지시를 제거했습니다. 기존 증거 파일·수치·시험일은 유지했으며 실제 읽은 W3C 두 문서의 열람일만 갱신했습니다. 새 청취 시험이나 사람의 검토 완료를 주장하지 않습니다.

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