[파이썬 라이브러리] pedalboard

페달보드 라이브러리 알아가기

 

오늘은 오디오 이펙트 처리용 파이썬 라이브러리인 페달보드에 대해서 알아보았다. 

Pedal Board 개념

Pedal Board란? Spotify에서 개발한 오디오 이펙트 처리용 Python 라이브러리, 

실제 기타 이펙트 페달보드에서 이름을 따온 것으로,

여러 오디오 이펙트를 체인으로 연결해서 오디오 신호를 처리할 수 있게 해준다. 

 

Pedalboard는 실시간 오디오 처리용이 아니라, 파일에 이펙트를 입히는 데 특화되어있다. 

내부적으로 NumPy 배열을 사용하여 효율적으로 다루며

WAV 파일 등 PCM (Pulse Code Modulation) 포맷을 기본으로 지원한다. 

또한 C++ 코드로 작성된 부분이 많아서 컴파일이 필요한 패키지이기 때문에 단순히 pip로 설치하면 안되고, C++ 컴파일러가 필요한 것 같다. 

 

음악 스타일을 변형하는 등 머신러닝 데이터 전처리에 활용될 수 있다. 

 

*PCM이란? 디지털 오디오 데이터의 가장 기본적인 형식으로, 아날로그 신호(소리)를 일정한 주기로 샘플링해서, 각 샘플을 이산적인 디지털 숫자로 바꾼 것. 압축되지 않은 raw 오디오 데이터로 품질 손실이 없고, 파일 크기가 크다는 특징이 있음.

 

 

 

대표적으로 가능한 오디오 이펙트들은 다음과 같다. 

Reverb	잔향 효과
Compressor	압축기 (소리 크기 균일화)
Gain	볼륨 증폭/감쇠
Chorus	풍부한 합창 느낌
PitchShift	음 높이 변경
Delay	딜레이/에코 효과
HighpassFilter, LowpassFilter	특정 주파수만 통과

 

 

설치방법

pip install pedalboard

 

# 시스템 의존성 필요! C++, 빌드시스템, 오디오라이브러리, 크로스플랫폼 오디오 I/O
!apt-get update -qq && apt-get install -y build-essential cmake libasound2-dev portaudio19-dev && pip install pedalboard==0.5.9

사용예제

from pedalboard import Pedalboard, Reverb, Chorus, Compressor
from pedalboard.io import AudioFile

# 오디오 파일 불러오기
with AudioFile('input.wav') as f:
    audio = f.read(f.frames)
    samplerate = f.samplerate

# 이펙트 체인 만들기
board = Pedalboard([
    Chorus(),
    Reverb(room_size=0.25),
    Compressor()
])

# 이펙트 적용
effected = board(audio, samplerate)

# 결과 저장
with AudioFile('output.wav', 'w', samplerate, audio.shape[0]) as f:
    f.write(effected)

 

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사례 탐구

드럼 오디오 전처리에 Pedal Board가 사용되는 사례 

 

• 드럼 신호 품질 향상: 드럼은 빠른 트랜지언트(순간적인 강한 신호)를 가지고 있어서 압축이 필요 
• 일관된 볼륨: 컴프레서는 다이나믹을 제어해서 자동 볼륨 노브 역할을 함
• AI 모델 성능: 압축된 오디오는 AI가 드럼 패턴을 더 잘 인식할 수 있게 해줌
• 노이즈 감소: 적절한 압축은 배경 노이즈를 줄이고 드럼 소리를 더 선명하게 만듦
• pedalboard 없으면 드럼 소리가 들쭉날쭉함 (어떤 건 너무 크고, 어떤 건 너무 작음) AI 모델이 드럼 패턴을 정확히 인식하기 어려움. 특히 라이브 녹음이나 유튜브 비디오 같이 품질이 일정하지 않은 소스에서 문제가 발생한다고 함. 

Compressor, Gain 등의 음악적 Tool들 

• 컴프레서 : 소리가 너무 크면 줄이고, 너무 작으면 그대로 두는 장치로 "자동 볼륨 조절기"임. 드럼은 갑자기 크고 강하게 나오는 소리(트랜지언트)가 많아서 다른 소리와 밸런스가 깨져서 듣기 불편할 수 있는 문제 존재함. 이 때 컴프레서를 쓰면 갑자기 소리가 '팡'하고 나오는 순간 부드럽게 눌러줘서 전체적으로 균형잡힌 소리가 되게 함. 
• 게인 : 입력 볼륨 조절기 -  전체 소리 크기를 올리거나 내리는 기능으로 컴프레서를 쓰면 큰 소리를 눌러주니까, 전체 볼륨이 약간 줄게 되는데, 이때 다시 소리를 원래 수준으로 끌어올리기 위해서 Gain이 사용된다. 

from pedalboard import Pedalboard, Compressor, Gain
from pedalboard.io import AudioFile

board = Pedalboard([
    Compressor(threshold=-20, ratio=4),
    Gain(gain_db=5)
])

 

참고로 이런 소리를 다루는 프로그램들은 DAW(Digital Audio Workstation)이라고 하고, 이런 효과들이 모인 체계를 이펙트 체인이라고 하는 것 같다! 컴프레스나 게인 왜에도 EQ, Reverb 등이 있는 것 같고, 실제 이펙트를 주는 장비들에는 물리적인 장비인 페달보드, 소프트웨어로 다루는 플러그인 등이 있다.

 

예를 들어, DAW 프로그램인 로직프로에서 드럼트랙을 만들고, 그 드럼트랙에 이펙트체인을 거는데, 그 이펙트 체인의 구성이 Compressor - EQ - Reverb 이런식인 것이다. 그리고 기타리스트는 페달보드(무대에서 밟는 페달같은거)를 밟으며 이펙트를 조절하는 것이다. (나는 음악과 무관한 인간이다.)