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音響知識(shí)之二——人耳的掩蔽效應(yīng)

[ 07-11-13 10:11 ]  太平洋汽車(chē)網(wǎng)  
    一個(gè)較弱的聲音(被掩蔽音)的聽(tīng)覺(jué)感受被另一個(gè)較強(qiáng)的聲音(掩蔽音)影響的現(xiàn)象稱(chēng)為人耳的“掩蔽效應(yīng)”。被掩蔽音單獨(dú)存在時(shí)的聽(tīng)閾分貝值,或者說(shuō)在安靜環(huán)境中能被人耳聽(tīng)到的純音的最小值稱(chēng)為絕對(duì)聞閾。實(shí)驗(yàn)表明,3kHz—5kHz絕對(duì)聞閾值最小,即人耳對(duì)它的微弱聲音最敏感;而在低頻和高頻區(qū)絕對(duì)聞閾值要大得多。在800Hz--1500Hz范圍內(nèi)聞閾隨頻率變化最不顯著,即在這個(gè)范圍內(nèi)語(yǔ)言可儲(chǔ)度最高。在掩蔽情況下,提高被掩蔽弱音的強(qiáng)度,使人耳能夠聽(tīng)見(jiàn)時(shí)的聞閾稱(chēng)為掩蔽聞閾(或稱(chēng)掩蔽門(mén)限),被掩蔽弱音必須提高的分貝值稱(chēng)為掩蔽量(或稱(chēng)閾移)。

  1.掩蔽效應(yīng)

  已有實(shí)驗(yàn)表明,純音對(duì)純音、噪音對(duì)純音的掩蔽效應(yīng)結(jié)論如下:

  A.純音間的掩蔽

  ①對(duì)處于中等強(qiáng)度時(shí)的純音最有效的掩蔽是出現(xiàn)在它的頻率附近。

 、诘皖l的純音可以有效地掩蔽高頻的純音,而反過(guò)來(lái)則作用很小。

  B.噪音對(duì)純音的掩蔽噪音是由多種純音組成,具有無(wú)限寬的頻譜

  若掩蔽聲為寬帶噪聲,被掩蔽聲為純音,則它產(chǎn)生的掩蔽門(mén)限在低頻段一般高于噪聲功率譜密度17dB,且較平坦;超過(guò)500Hz時(shí)大約每十倍頻程增大10dB。若掩蔽聲為窄帶噪聲,被掩蔽聲為純音,則情況較復(fù)雜。其中位于被掩蔽音附近的由純音分量組成的窄帶噪聲即臨界頻帶的掩蔽作用最明顯。所謂臨界頻帶是指當(dāng)某個(gè)純音被以它為中心頻率,且具有一定帶寬的連續(xù)噪聲所掩蔽時(shí),如果該純音剛好能被聽(tīng)到時(shí)的功率等于這一頻帶內(nèi)噪聲的功率,那么這一帶寬稱(chēng)為臨界頻帶寬度。臨界頻帶的單位叫巴克(Bark),1Bark=一個(gè)臨界頻帶寬度。頻率小于500Hz時(shí),1Bark約等于freq/100;頻率大于500Hz時(shí),1Bark約等于9+41og(freq/1000),即約為某個(gè)純音中心頻率的20%。 通常認(rèn)為,20Hz--16kHz范圍內(nèi)有24個(gè)子臨界頻帶。而當(dāng)某個(gè)純音位于掩蔽聲的臨界頻帶之外時(shí),掩蔽效應(yīng)仍然存在。

  2.掩蔽類(lèi)型

  (1)頻域掩蔽

  所謂頻域掩蔽是指掩蔽聲與被掩蔽聲同時(shí)作用時(shí)發(fā)生掩蔽效應(yīng),又稱(chēng)同時(shí)掩蔽。這時(shí),掩蔽聲在掩蔽效應(yīng)發(fā)生期間一直起作用,是一種較強(qiáng)的掩蔽效應(yīng)。通常,頻域中的一個(gè)強(qiáng)音會(huì)掩蔽與之同時(shí)發(fā)聲的附近的弱音,弱音離強(qiáng)音越近,一般越容易被掩蔽;反之,離強(qiáng)音較遠(yuǎn)的弱音不容易被掩蔽。例如,—個(gè)1000Hz的音比另一個(gè)900Hz的音高18dB,則900Hz的音將被1000Hz的音掩蔽。而若1000Hz的音比離它較遠(yuǎn)的另一個(gè)1800Hz的音高18dB,則這兩個(gè)音將同時(shí)被人耳聽(tīng)到。若要讓1800Hz的音聽(tīng)不到,則1000Hz的音要比1800Hz的音高45dB。一般來(lái)說(shuō),低頻的音容易掩蔽高頻的音;在距離強(qiáng)音較遠(yuǎn)處,絕對(duì)聞閾比該強(qiáng)音所引起的掩蔽閾值高,這時(shí),噪聲的掩蔽閾值應(yīng)取絕對(duì)聞閾。

  (2)時(shí)域掩蔽

  所謂時(shí)域掩蔽是指掩蔽效應(yīng)發(fā)生在掩蔽聲與被掩蔽聲不同時(shí)出現(xiàn)時(shí),又稱(chēng)異時(shí)掩蔽。異時(shí)掩蔽又分為導(dǎo)前掩蔽和滯后掩蔽。若掩蔽聲音出現(xiàn)之前的一段時(shí)間內(nèi)發(fā)生掩蔽效應(yīng),則稱(chēng)為導(dǎo)前掩蔽;否則稱(chēng)為滯后掩蔽。產(chǎn)生時(shí)域掩蔽的主要原因是人的大腦處理信息需要花費(fèi)一定的時(shí)間,異時(shí)掩蔽也隨著時(shí)間的推移很快會(huì)衰減,是一種弱掩蔽效應(yīng)。一般情況下,導(dǎo)前掩蔽只有3ms—20ms,而滯后掩蔽卻可以持續(xù)50ms—100ms。

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