声音听觉理论--人耳的掩蔽效应

人耳的掩蔽效应

一个较弱的声音(被掩蔽音)的听觉感受被另一个较强的声音(掩蔽音)影响的现象称为人耳的“掩蔽效应”。被掩蔽音单独存在时的听阈分贝值，或者说在安静环境中能被人耳听到的纯音的至小值称为闻阈。实验表明，3kHz—5kHz闻阈值至小，即人耳对它的微弱声音敏感；而在低频和高频区闻阈值要大得多。在800Hz--1500Hz范围内闻阈随频率变化不显著，即在这个范围内语言可储度高。在掩蔽情况下，提高被掩蔽弱音的强度，使人耳能够听见时的闻阈称为掩蔽闻阈(或称掩蔽门限)，被掩蔽弱音提高的分贝值称为掩蔽量(或称阈移)。

1．掩蔽效应

已有实验表明，纯音对纯音、噪音对纯音的掩蔽效应结论如下：

A.纯音间的掩蔽

①对处于中等强度时的纯音有效的掩蔽是出现在它的频率附近。

②低频的纯音可以有效地掩蔽高频的纯音，而反过来则作用很小。

B.噪音对纯音的掩蔽噪音是由多种纯音组成，具有无限宽的频谱

若掩蔽声为宽带噪声，被掩蔽声为纯音，则它产生的掩蔽门限在低频段一般高于噪声功率谱密度17dB，且较平坦；超过500Hz时大约每十倍频程增大10dB。若掩蔽声为窄带噪声，被掩蔽声为纯音，则情况较复杂。其中位于被掩蔽音附近的由纯音分量组成的窄带噪声即临界频带的掩蔽作用明显。所谓临界频带是指当某个纯音被以它为中心频率，且具有一定带宽的连续噪声所掩蔽时，如果该纯音刚好能被听到时的功率等于这一频带内噪声的功率，那么这一带宽称为临界频带宽度。临界频带的单位叫巴克(Bark)，1Bark＝一个临界频带宽度。频率小于500Hz时，1Bark约等于freq／100；频率大于500Hz时，1Bark约等于9+41og(freq／1000)，即约为某个纯音中心频率的20％。 通常认为，20Hz--16kHz范围内有24个子临界频带。而当某个纯音位于掩蔽声的临界频带之外时，掩蔽效应仍然存在。

2．掩蔽类型

(1)频域掩蔽

所谓频域掩蔽是指掩蔽声与被掩蔽声同时作用时发生掩蔽效应，又称同时掩蔽。这时，掩蔽声在掩蔽效应发生期间一直起作用，是一种较强的掩蔽效应。通常，频域中的一个强音会掩蔽与之同时发声的附近的弱音，弱音离强音越近，一般越容易被掩蔽；反之，离强音较远的弱音不容易被掩蔽。例如，—个1000Hz的音比另一个900Hz的音高18dB，则900Hz的音将被1000Hz的音掩蔽。而若1000Hz的音比离它较远的另一个1800Hz的音高18dB，则这两个音将同时被人耳听到。若要让1800Hz的音听不到，则1000Hz的音要比1800Hz的音高45dB。一般来说，低频的音容易掩蔽高频的音；在距离强音较远处，闻阈比该强音所引起的掩蔽阈值高，这时，噪声的掩蔽阈值应取闻阈。

(2)时域掩蔽

所谓时域掩蔽是指掩蔽效应发生在掩蔽声与被掩蔽声不同时出现时，又称异时掩蔽。异时掩蔽又分为导前掩蔽和滞后掩蔽。若掩蔽声音出现之前的一段时间内发生掩蔽效应，则称为导前掩蔽；否则称为滞后掩蔽。产生时域掩蔽的主要原因是人的大脑处理信息需要花费一定的时间，异时掩蔽也随着时间的推移很快会衰减，是一种弱掩蔽效应。一般情况下，导前掩蔽只有3ms—20ms，而滞后掩蔽却可以持续50ms—100ms。