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我們應(yīng)該都有過(guò)這樣的體驗(yàn)：當(dāng)你戴著耳機(jī)聽(tīng)音樂(lè)時(shí)，如果我同時(shí)放了《晴天》和《七里香》，你也能清楚地聽(tīng)見(jiàn)有兩首歌以及它們不同的音高和旋律。簡(jiǎn)化一下，如果有兩個(gè)純音同時(shí)出現(xiàn)，你聽(tīng)到兩個(gè)有著各自音高的純音。這種能夠解析并分離不同聲音/復(fù)雜聲音的能力，就被稱(chēng)為頻率選擇性(frequency selectivity, 或被稱(chēng)為frequency resolution或frequency analysis)。這種能力與我們?nèi)硕臉?gòu)造有密切關(guān)系，它可以幫助我們從噪聲中提取到我們需要的聲音信息。

人耳耳蝸的聽(tīng)覺(jué)頻率分布

顯而易見(jiàn)，當(dāng)耳蝸受損時(shí)，這種頻率選擇性也會(huì)受到一定的影響。Florentine等人(1980)就針對(duì)耳蝸受損的人進(jìn)行檢驗(yàn)，采用了多種方法檢測(cè)發(fā)現(xiàn)他們的頻率選擇性比正常人要差許多。除此以外，頻率選擇性受損，會(huì)影響人們對(duì)音色的感知。助聽(tīng)器在某種程度上可以放大聲音，但是并不能彌補(bǔ)這方面的缺陷。

上面我們了解到了人耳的頻率選擇性，并且了解到頻率選擇性與聲音感知有著密切關(guān)系，那么如何測(cè)量這個(gè)特征？很簡(jiǎn)單，既然頻率選擇性等價(jià)于人耳對(duì)頻率解析的能力，那么我們?cè)O(shè)置一個(gè)干擾音，增加或減少相關(guān)語(yǔ)音參數(shù)，觀察到何種程度另一個(gè)音就不能被感知到了。這種一個(gè)聲音由于另一個(gè)聲音的存在而無(wú)法被感知的情況，就是通常所說(shuō)的掩蔽(masking)現(xiàn)象。

通常，一個(gè)語(yǔ)音信號(hào)最容易被頻率相近或相同的聲音掩蔽，最大掩蔽作用出現(xiàn)在掩蔽信號(hào)頻率附近，從上圖我們也能看到，當(dāng)與掩蔽音頻率越近，所需要的能被聽(tīng)見(jiàn)的能量就越大，呈現(xiàn)出由掩蔽音向兩邊遞減的趨勢(shì)。

由于時(shí)間是影響掩蔽最重要的參數(shù)，根據(jù)這一點(diǎn)，掩蔽效應(yīng)可以被分為同時(shí)掩蔽(simultaneous masking)和非同時(shí)掩蔽(non-simultaneous masking)。同時(shí)掩蔽指的是在某一語(yǔ)音信號(hào)產(chǎn)生的時(shí)刻，掩蔽信號(hào)同時(shí)產(chǎn)生。也就是說(shuō)，語(yǔ)音信號(hào)何時(shí)開(kāi)始何時(shí)結(jié)束，掩蔽信號(hào)也同樣何時(shí)開(kāi)始何時(shí)結(jié)束。但是，學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)聽(tīng)覺(jué)信號(hào)與掩蔽信號(hào)并不同步的時(shí)候（前或后出現(xiàn)），也會(huì)產(chǎn)生一定的掩蔽效應(yīng)，這種就被稱(chēng)為非同時(shí)掩蔽。

同時(shí)掩蔽和非同時(shí)掩蔽

從上面的示意圖也不難看出，根據(jù)掩蔽信號(hào)和聽(tīng)覺(jué)信號(hào)出現(xiàn)順序的不同，非同時(shí)掩蔽又可以被分為前掩蔽(pre-masking)和后掩蔽(post-masking)。針對(duì)于前掩蔽和后掩蔽的神經(jīng)處理過(guò)程，還需要更多的研究來(lái)進(jìn)行佐證。

現(xiàn)在，我們知道了人耳具有頻率選擇性，也知道了可以通過(guò)掩蔽效應(yīng)來(lái)進(jìn)行頻率選擇性的測(cè)量。最后，我們來(lái)談一談在進(jìn)行掩蔽處理時(shí)，遇到的另一個(gè)名詞。

Fletcher (1940)做過(guò)一項(xiàng)有關(guān)掩蔽噪聲的研究，主要研究了在正弦信號(hào)中，帶通掩蔽噪聲的帶寬函數(shù)（有關(guān)帶通和帶寬的概念，請(qǐng)查閱語(yǔ)音“喝茶”的藝術(shù)）。他發(fā)現(xiàn)，當(dāng)一個(gè)掩蔽噪聲的帶寬逐漸減少到某一個(gè)時(shí)刻時(shí)，被掩蔽的信號(hào)會(huì)突然被感知到，并且隨著帶寬的逐漸減小，被掩蔽信號(hào)會(huì)越來(lái)越響。這個(gè)剛好讓被掩蔽信號(hào)處在可感知/不可感知的帶寬，就被稱(chēng)為臨界帶寬(critical band)。過(guò)了這個(gè)界限，掩蔽噪聲帶寬的增加，并不會(huì)顯著提高掩蔽量。

在給出臨界帶寬的定義后，我們就可以設(shè)定自己所需要的掩蔽噪聲。至此，我們對(duì)“掩蔽”這一效應(yīng)有了基本的了解，想必你對(duì)日后閱讀到有關(guān)掩蔽效應(yīng)的研究時(shí)，不再會(huì)一頭霧水了。

Fletcher, H. (1940). Auditory patterns. Reviews of modern physics, 12(1), 47.

Florentine, M., Buus, S., Scharf, B., & Zwicker, E. (1980). Frequency selectivity in normally-hearing and hearing-impaired observers. Journal of Speech, Language, and Hearing Research, 23(3), 646-669.

Moore, B. C. (2012). An Introduction to the Psychology of Hearing. Brill.