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常识问题:声学里的掩蔽效应是什么意思?

电脑技术  2022/4/17 16:55:00  老贾20号  阅读 支持 中立 反对

此主题内容最后修改日期:2022 - 04 - 17 17:01:28

声学里的掩蔽效应是什么意思?

答案:就是说响度大的声音会掩盖掉响度相对小的声音,使得人耳朵听不到小声而只听到大声。

这个原理非常有用,比如用来作降低噪音的处理操作,要消除噪音有时候很不容易,但只要使有用的声音响度大过噪音到一定程度,噪音就被掩蔽了,这就很容易做到了。

比如人的耳朵可以听见自己的心跳声,但因为周围环境噪音较大,把血液的涌动声音掩盖了,如果把人关进顶级的消音室,则人就可以听到心脏的声音了。

以下内容整理自网络:

掩蔽效应是指同一环境中的其它声音会使聆听者降低对某一声音的听力,或者说一个声音的听阈因为另一个较强声音的存在而上升的现象称为掩蔽。

掩蔽效应Masking Effects,听觉中的掩蔽效应指人的耳朵只对最明显的声音反应敏感,而对于不明显的声音,反应则较不为敏感。一个声音的闻阈值由于另一个声音的出现而提高的效应。 前者称为掩蔽音(masking tone),后者称为被掩蔽声(masked tone)。对于两个纯音来说,最明显的掩蔽效应出现在掩蔽声频率附近,低频纯音能有效地掩蔽高频纯音,而高频纯音对低频纯音的掩蔽效应小。



例如在声音的整个频率谱中,如果某一个频率段的声音比较强,则人就对其它频率段的声音不敏感了。应用此原理,人们发明了mp3等压缩的数字音乐格式,在这些格式的文件里,只突出记录了人耳朵较为敏感的中低频段声音,而对于较高的频率的声音则简略记录,从而大大压缩了所需的存储空间。

在人们欣赏音乐时,如果设备对低频响应得比较好,则会使人感到高频响应不好,反之亦然。

一个强纯音会掩蔽在其附近同时发声的弱纯音,这种特性称为频域掩蔽,也称同时掩蔽(simultaneous masking)。如,一个声强为60dB、频率为900Hz的纯音,另外还有一个1000Hz的纯音,前者比后者高18dB,在这种情况下我们的耳朵就只能听到那个900Hz的强音。如果有一个1600Hz的纯音和一个声强比它低18dB的800Hz的纯音,那么我们的耳朵将会同时听到这两个声音。要想让800Hz的纯音也听不到,则需要把它降到比1600Hz的纯音低45dB。一般来说,弱纯音离强纯音越近就越容易被掩蔽;低频纯音可以有效地掩蔽高频纯音,但高频纯音对低频纯音的掩蔽作用则不明显。



由于声音频率与掩蔽曲线不是线性关系,为从感知上来统一度量声音频率,引入了“临界频带(criticalband)”的概念。通常认为,在20Hz到16kHz范围内有24个临界频带。

除了同时发出的声音之间有掩蔽现象之外,在时间上相邻的声音之间也有掩蔽现象,并且称为时域掩蔽。时域掩蔽又分为超前掩蔽(pre-masking)和滞后掩蔽(post-masking)。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。一般来说,超前掩蔽很短,只有大约5~20ms,而滞后掩蔽可以持续50~200ms。这个区别也是很容易理解的。



同步掩蔽效应和不同频率声音的频率和相对音量有关,时间掩蔽则仅仅和时间有关。如果两个声音在时间上特别接近,人类在分辨它们的时候也会有困难。例如如果一个很强的声音后面紧跟着一个很弱的声音,后一个声音就很难听到。但是如果在第一个声音停止后过一段时间再播放第二个声音,后一个声音就可以听到。到底应该间隔多长时间?对纯音一般来讲是5毫秒。当然如果在时序上反过来效果是一样的,如果一个较弱的声音出现在一个较强的声音之前而且间隔很短,那个较弱的声音你也听不到。

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