噪音的学问：两类听觉「遮蔽效应」

MaxDigital

「可以大声点吗？我听不到呀！」大家也常有经验，在室外人多稠密或餐厅、酒吧、表演场地，往往需要提升音量谈话或沟通，甚至怎样大声喊，对方也好像听不清楚似的。其实大家都习以为常，而在音频的理论方面来说，这就是因为听觉「遮蔽效应」的原因。

听觉「遮蔽效应」，也就是（能量）大的声音会盖过（能量）小的声音。讲起来非常简单而且直观，但其实内里学问还真不少。

最基本易明就是刚才例子所属的噪音遮蔽，就是一个声音的「听阈值」因另外一个或多个声音的存在而提高的现象，这影响了所要接收的主要讯息源，从而需要更大的能量去提升声音的音压之外，人在此恶性循环之下，长年累月，也确实会令听力有所损伤。

柳州钢铁厂曾因高炉鼓风机的噪声大于 100dB（A），曾经影响了电话联系，将「关风」误听成「送风」，造成了错误操作，影响了生产安全。在化工行业也不乏其例。因此，治理噪声便引起各级安全部门的高度重视。

人耳对遮蔽的反应，来自脑的侦测方式和感受结果，这是音频心理学所研究的主要内容，遮蔽效应简单分两大类：

一、频域遮蔽

假设遮蔽音是单一频率的纯音，它的遮蔽效果会随着音量变大，遮蔽的频率范围也会变大，在频域中 1kHz 能量强度约 70dB 的声音讯号会对邻近的三组声音讯号产生遮蔽效应，因此对于声音讯号而言，能量的强度将会影响所能遮蔽的范围，当能量愈强时，所能遮蔽的范围也会相对越大。

而当一组声音讯号高于屏蔽门槛，如图范例所示，在 0.5kHz 其能量强度达 48dB 时，此声音讯号便又会被人耳察觉。一般来说，弱纯音频率相隔强纯音频率愈接近，就愈容易被掩蔽。因为人脑对听觉有这种遮蔽的反应，而多数的噪音也不只是单一的频率音，所以就会把某个范围的频率也遮蔽了。

二、时域遮蔽

时域的遮蔽效应指在时间上相邻的声音之间也有掩蔽现象，其可分为前遮蔽（Pre-masking） 、同步遮蔽（Simultaneous-masking）、后遮蔽（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。前遮蔽一般来说只有大慨 50ms，而后遮蔽一般可以持续达 200ms。

假设一个很响的声音后面紧跟着一个很弱的声音，而时间差在 200ms 之内，弱音就很难听到，相反在弱音后紧跟着一个很强的音，而时间在 50ms 之内，弱音也是很难听到。当然这个对强弱音的音压差距也会产生不同的遮蔽程度。

白噪音和粉红噪音

日常生活上，人们基于遮蔽效应现象去提出不同的应用，最常用的就是可以帮助失眠人士入睡的「白噪音」或「粉红噪音」。对音频稍有认识的人，一定听过「白噪音」。很多音频的测量或音响设备，「煲机」也会用到「白噪音」。它是一种功率谱密度为常数的随机讯号，在各个频段上的功率一致的，象是电风扇、空调、吹风机、电风扇等，发出来的嘶嘶声，声音平稳一致也是舒服的白噪音。

至于粉红噪音，它比白噪音更柔和，低频功率较强，由低频到高频递减，可谓一种「温和且令人舒适的噪音」。粉红噪音的声音更象是来自大自然的声音，如流水声、风吹过树叶的沙沙声或下雨的声音。

当然，白噪音、粉红噪音本质上也给人平稳、自然、放松的感觉，有助失眠。然而，它也是应用了遮蔽效应的理论。因为大多数的人睡不好常常是跟声音有关，当人在睡觉时，大脑还是会持续接收声音，只要有一点风吹草动，如水管声、车声、脚步声、邻居声，大脑就会产生警觉性而惊醒或睡不着。这是人类本有演化心理学中的防御机制，是以避免环境中的各种威胁与掠食者等。

所以很多人睡不好，惊醒后又难以入睡，并非因为声音太吵，或者生理上问题，而是因为大脑察觉到环境有变化，产生警觉而睡不着，尤其是在浅睡的时候，这些影响会更加明显。

白噪音和粉红噪音，在频谱中，也是有着 20 至 20kHz 的频率内容，而且也是平均分配。所以对大部分突然而来的细微噪音提供了很好的遮蔽作用，从而令人不受干扰而不被惊醒，较易入睡。

另外一种较普遍的遮蔽效应之应用，就是办公室遮蔽系统，现代化的办公室很多采用开放式的设计，可以加强员工的互动和工作的透明度，然而又往往令员工的私稳度减少，尤其在单独说话时，声音都可以传遍四周围，对话内容显露无遗。所以有些新兴公司、安静的医疗场所，也会装有遮蔽系统（masking system）去防止对话声音过于明显和抑制可被听见的程度，系统主要都是发出全频的白噪音、粉红噪音等，用以遮蔽多数的声音讯号，发出的遮蔽音压愈大，所遮蔽的声音便愈多。当然过大的音量，可能又会造成噪音污染，所以一般达到可遮蔽的程度便可以。

音频有其物理特性，人对音频的感受往往基于人类大脑的机制而形成心理上反应，所以很值得研究，而且绝对可以衍生出各种不同有效的应用。多年的音频压缩技术，背后也是基于音频心理学，把大部分人所听不到的声音讯号除掉去减少数据量，节约所需的资源，而且还在不断寻求突破呢。

文章转载自：

https://www.spill.hk/audiovisual/noise-and-auditory-masking/

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无为君

说的很不错

入坑的小新手

耳鸣是啥情况，嗡嗡响，戴隔音耳塞也没有用。