掩蔽效应

认知心理学术语

掩蔽效应（Masking Effects），指由于出现多个同一类别（如声音、图像）的刺激，导致被试不能完整接受全部刺激的信息。其中，视觉掩蔽效应包括明度掩蔽效应和模式掩蔽效应，其影响因素主要包括空间域、时间域和色彩域；听觉掩蔽效应则主要包括噪声、人耳、频域、时域和时间掩蔽效应。

简介

掩蔽效应（Masking Effects），指由于出现多个同一类别（如声音、图像）的刺激，导致被试不能完整接受全部刺激的信息。想象一只在太阳前面飞翔的小鸟，你看到小鸟从左边飞到你和太阳之间，然后小鸟消失，因为太阳光线的亮度太高；当小鸟移出太阳区域，你就又能看到它了。就像在一个安静的环境中，吉他手的手指轻轻滑过琴弦的响声都能听到；但如果同样的响声在一个正在播放摇滚乐曲的环境中，一般人就听不到了。

视觉掩蔽效应

Averbach 和 Coriell指出，在图像呈现后马上呈现一个其他刺激信息，该图像就会被抹去，这个现象为掩蔽（masking）。

影响因素

视觉的大小不仅与邻近区域的平均亮度有关，还与邻近区域的亮度在空间上的变化（不均匀性）有关。假设将一个光点放在亮度不均匀的背景上，通过改变光点的亮度测试此时的视觉，人们发现，背景亮度变化越剧烈，视觉越高，即人眼的对比度灵敏度越低。这种现象称为空间域中的视觉的掩蔽效应（Masking）。

影响时间域中掩蔽效应的因素比较复杂，对它的研究还处于初始阶段。这里仅介绍一些实验结果，这些结果可能在数据压缩方面具有潜在的应用价值。实验表明，当电视图像序列中相邻画面的变化剧烈（例如场景切换）时，人眼的分辨力会突然剧烈下降，例如下降到原有分辨力的1/10。也就是说，当新场景突然出现时，人基本上看不清晰景物，在大约0.5秒之后，视力才会逐渐恢复到正常水平。显然，在这0.5秒内，传送分辨率很高的图像是没有必要的。研究者还发现，当眼球跟着画面中的运动物体转动时，人眼的分辨率要高于不跟着物体转动的情况。而通常在看电视时，眼睛是很难跟踪运动中的物体的。

在亮度变化剧烈的背景上，例如在黑白跳变的边沿上，人眼对色彩变化的敏感程度明显地降低。类似地，在亮度变化剧烈的背景上，人眼对彩色信号的噪声（例如彩色信号的量化噪声）也不易察觉。这些都体现了亮度信号对彩色信号的掩蔽效应。

明度掩蔽效应

指在目标刺激信息随后呈现的闪光越明亮，被试对目标刺激信息的回忆成绩就越差，好像是闪光在擦拭原先呈现的图像似的。

在明度掩蔽中，亮光的强度在掩蔽中起着关键性作用。在亮度知觉的实验中，掩蔽的破坏效应是它的亮度及其持续时间的复合函数。如一个以20英尺朗伯亮光的亮光持续2ms，正好相当于以5英尺朗伯亮光持续8ms时的破坏效应。

只有在同一只眼睛前呈现目标刺激和掩蔽刺激，图像才会被破坏。在右眼前呈现字母，而随后在左眼前呈现闪光，就不会导致掩蔽效应。这表明，掩蔽效应是在视网膜水平，即它在两眼信息整合之前就已经发生了。

模式掩蔽效应

指随后呈现的图像刺激信息对被试的回忆成绩产生的破坏效应。

在模式掩蔽中，起重要作用的是目标字母呈现与掩蔽刺激开始之间的时间间隔。与明度遮掩相比，其效应的产生与否与在同一眼睛呈现掩蔽刺激是无关的。在右眼前呈现字母，而后在左眼前呈现模式刺激，会产生在同一只眼睛前呈现字母和图像刺激时同样的掩蔽效果，这表明模式掩蔽发生在两眼信息整合之后。

听觉掩蔽效应

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。

噪声掩蔽效应

噪声的掩蔽效应是指一个声音的听阈因另外一个或多个声音的存在而提高的现象。在工业生产上，噪声的掩蔽效应是广泛存在的。这一掩蔽效应经常使操作人员听不到事故的前兆和警戒信号（行车信号、危险报警信号等）而发生工伤事故。另外，由于噪声掩蔽了指令信号而引起误操作亦会导致事故的发生。在我国大中型钢铁企业中，就曾发生过因高炉排气放空的强噪声掩蔽了火车鸣笛声，而造成铁轨上正在作业的工人被轧死的惨重事故。柳州钢铁厂曾因高炉鼓风机噪声大于100dB，影响了电话联系，将“关风”误听成“送风”，造成了误操作，影响了安全生产。在化工行业也不乏其例。因此，治理噪声应引起各级安全部门的高度重视。

人耳掩蔽效应

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”。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最小值称为绝对闻阈。实验表明，200~800Hz绝对闻阈值最小，即人耳对它的微弱声音最敏感；而在高频区绝对闻阈值要大得多。在200~800Hz范围内闻阈随频率变化最不显著，即在这个范围内语言可储度最高。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)，被掩蔽弱音必须提高的分贝值称为掩蔽量(或称阈移)。

频域掩蔽效应

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。

时域掩蔽效应

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。

时间掩蔽效应

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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