ऑडिटोरी मास्किंग

श्रव्य संकेत प्रक्रमण में, श्रवण आवरण तब होती है जब एक ध्वनि की धारणा दूसरी ध्वनि की उपस्थिति से प्रभावित होती है।

आवृत्ति कार्यक्षेत्र में श्रवण आवरण को समक्षणिक आवरण, आवृत्ति आवरण या वर्णक्रमीय आवरण के रूप में जाना जाता है। समय क्षेत्र में श्रवण आवरण को श्रवण आवरण या गैर-समकालिक आवरण के रूप में जाना जाता है।

आवरित प्रभावसीमा
अनमास्क्ड प्रभावसीमा संकेतक का सबसे शांत स्तर है जिसे बिना आवरण संकेतक के उपस्थित माना जा सकता है। एक विशिष्ट आवरण शोर के साथ संयुक्त होने पर आवरित  प्रभावसीमा संकेतक का सबसे शांत स्तर माना जाता है। आवरण की मात्रा मास्क्ड और अनमास्क्ड प्रभावसीमा के बीच का अंतर है।

गेलफैंड एक बुनियादी उदाहरण प्रदान करता है। बता दें कि किसी दिए गए व्यक्ति के लिए, अन्यथा शांत वातावरण में एक बिल्ली द्वारा खंभे को खरोंचने की आवाज पहले 10 डीबी एसपीएल के स्तर पर श्रव्य होती है। हालांकि, एक आवरण शोर (उदाहरण के लिए, एक वैक्यूम क्लीनर जो एक साथ चल रहा है) की उपस्थिति में वही व्यक्ति बिल्ली के खरोंचने की आवाज का पता नहीं लगा सकता है जब तक कि खरोंच ध्वनि का स्तर कम से कम 26 डीबी एसपीएल न हो। हम कहेंगे कि लक्षित ध्वनि के लिए उस व्यक्ति के लिए अनमास्क्ड प्रभावसीमा (यानी, कैट स्क्रैचिंग) 10 dB एसपीएल है, जबकि मास्क्ड प्रभावसीमा 26 dB एसपीएल है। आवरण की मात्रा केवल इन दो प्रभावसीमा के बीच का अंतर है: 16 dB।

आवरण की मात्रा लक्ष्य संकेतक और प्रच्छादक दोनों की विशेषताओं के आधार पर अलग-अलग होगी, और यह एक व्यक्तिगत श्रोता के लिए भी विशिष्ट होगी। जबकि ऊपर के उदाहरण में व्यक्ति 26 डीबी एसपीएल पर बिल्ली के खरोंच का पता लगाने में सक्षम था, हो सकता है कि कोई अन्य व्यक्ति बिल्ली के खरोंच को सुनने में सक्षम न हो, जब तक कि बिल्ली के खरोंच का ध्वनि स्तर 30 डीबी एसपीएल तक नहीं बढ़ जाता ( जिससे दूसरे श्रोता के लिए आवरण की मात्रा 20 dB हो जाती है)।

समक्षणिक आवरण
समक्षणिक आवरण तब होता है जब ध्वनि को मूल ध्वनि के समान अवधि के शोर या अवांछित ध्वनि द्वारा अश्रव्य बना दिया जाता है। उदाहरण के लिए, 1 किलोहर्ट्ज़ पर एक शक्तिशाली स्पाइक 1.1 किलोहर्ट्ज़ पर एक निचले-स्तर के टोन को छुपा देगा। साथ ही, 440 और 450 हर्ट्ज पर दो साइन टोन को अलग करने पर स्पष्ट रूप से देखा जा सकता है। एक साथ प्रस्तुत करने पर उन्हें स्पष्ट रूप से नहीं देखा जा सकता है।

महत्वपूर्ण बैंड विस्तार
यदि एक ही समय में दो अलग-अलग आवृत्तियों की दो ध्वनियाँ बजाई जाती हैं, तो संयोजन स्वर के अतिरिक्त दो अलग-अलग ध्वनियाँ अक्सर सुनी जा सकती हैं। आवृत्तियों को अलग-अलग सुनने की क्षमता को आवृत्ति संकल्प या आवृत्ति चयनात्मकता के रूप में जाना जाता है। वर्णक्रमीय रूप से दूर के नकाबपोशों द्वारा सूचनात्मक मास्किंग को सबूत के रूप में लिया जाता है कि शिशु वर्णक्रमीय रूप से अलग-अलग ध्वनियों (लुत्फी एट अल।, 2003) को अनदेखा करने में असमर्थ हैं, जबकि मास्कर अनिश्चितता द्वारा सूचनात्मक मास्किंग को सबूत के रूप में लिया जाता है कि बच्चे उपन्यास या अप्रत्याशित रूप से वयस्कों की तुलना में अधिक आसानी से विचलित होते हैं। लगता है। जब संकेतों को संयोजन स्वर के रूप में माना जाता है, तो उन्हें उसी महत्वपूर्ण बैंड विस्तार में रहने के लिए कहा जाता है। ऐसा माना जाता है कि यह प्रभाव आंतरिक कान में श्रवण अंग कोक्लीअ के भीतर फ़िल्टरिंग के कारण होता है। यह संभव है कि किसी भी प्रकार के सूचनात्मक मास्किंग के लिए बच्चों की अधिक संवेदनशीलता, कम से कम भाग में, मास्किंग, विशेष रूप से आवृत्ति चयनात्मकता और लौकिक विश्लेषण (वर्नर, 1999) का उपयोग करके मूल्यांकन की गई बुनियादी श्रवण क्षमताओं में देखे गए विकासात्मक प्रभावों को कम कर सकती है।एक जटिल ध्वनि को विभिन्न आवृत्ति घटकों में विभाजित किया जाता है और ये घटक कॉक्लिया के भीतर बेसिलर झिल्ली के अंदर सिलिया पर एक विशिष्ट स्थान पर कंपन के पैटर्न में शिखर का कारण बनते हैं। इन घटकों को तब श्रवण तंत्रिका पर स्वतंत्र रूप से कोडित किया जाता है जो ध्वनि की जानकारी मस्तिष्क तक पहुंचाती है। यह व्यक्तिगत कोडिंग तभी होती है जब आवृत्ति घटक आवृत्ति में पर्याप्त भिन्न होते हैं, अन्यथा वे एक ही महत्वपूर्ण बैंड में होते हैं और एक ही स्थान पर कोडित होते हैं और दो के अतिरिक्त एक ध्वनि के रूप में माने जाते हैं।

फ़िल्टर जो एक ध्वनि को दूसरे से अलग करते हैं, श्रवण फ़िल्टर, श्रवण चैनल या क्रिटिकल बैंड कहलाते हैं। बेसिलर मेम्ब्रेन पर आवृत्ति रेज़ोल्यूशन तब होता है जब श्रोता एक फ़िल्टर चुनते हैं जो उस आवृत्ति  पर केंद्रित होता है जिसे वे सुनने की उम्मीद करते हैं, संकेतक आवृत्ति । एक तीव्र ट्यून किए गए फ़िल्टर में अच्छा आवृत्ति विश्लेषण होता है क्योंकि यह केंद्र आवृत्तियों को अनुमति देता है लेकिन अन्य आवृत्तियों को नहीं (अचार 1982)। कोक्लीअ और कोक्लीअ में बाहरी बालों की कोशिकाओं को नुकसान अलग-अलग ध्वनियों को बताने की क्षमता को क्षीण कर सकता है (मूर 1986)। यह बताता है कि कोक्लीअ क्षति के कारण सुनवाई हानि वाले किसी व्यक्ति को भाषण में विभिन्न व्यंजनों के बीच अंतर करने में सामान्य सुनने वाले व्यक्ति की तुलना में अधिक कठिनाई होगी।

आवरण आवृत्ति चयनात्मकता की सीमा को दर्शाता है। यदि एक संकेतक को एक अलग आवृत्ति के साथ एक प्रच्छादक द्वारा मास्क किया जाता है, तो श्रवण प्रणाली दो आवृत्तियों के बीच अंतर करने में असमर्थ थी। ऐसी स्थितियों के साथ प्रयोग करके जहां एक ध्वनि पहले से सुने गए संकेत को छिपा सकती है, श्रवण प्रणाली की आवृत्ति चयनात्मकता का परीक्षण किया जा सकता है।

समान आवृत्तियाँ
संकेतक की प्रभावसीमा को बढ़ाने में प्रच्छादक कितना प्रभावी है यह संकेतक की आवृत्ति और प्रच्छादक की आवृत्ति पर निर्भर करता है। चित्रा बी में ग्राफ आवरण पैटर्न की एक श्रृंखला है, जिसे आवरण  श्रवणलेख  भी कहा जाता है। प्रत्येक ग्राफ़ शीर्ष कोने, 250, 500, 1000 और 2000 हर्ट्ज पर दिखाए गए प्रत्येक प्रच्छादक आवृत्ति पर उत्पादित आवरण की मात्रा को दर्शाता है। उदाहरण के लिए, पहले ग्राफ़ में प्रच्छादक को संकेतक के साथ-साथ 250 Hz की आवृत्ति पर दिखाया गया है। प्रच्छादक जितनी मात्रा में संकेतक की प्रभावसीमा बढ़ाता है, उसे प्लॉट किया जाता है और इसे अलग-अलग संकेतक आवृत्ति के लिए दोहराया जाता है, जिसे एक्स अक्ष पर दिखाया गया है। आवरित  की आवृत्ति स्थिर रखी जाती है। आवरण प्रभाव प्रत्येक ग्राफ में विभिन्न प्रच्छादक ध्वनि स्तरों पर दिखाया गया है।

चित्रा बी वाई अक्ष के साथ आवरण की मात्रा दिखाता है। सबसे बड़ा आवरण तब होता है जब प्रच्छादक और संकेतक समान आवृत्ति होते हैं और यह कम हो जाता है क्योंकि संकेतक आवृत्ति प्रच्छादक आवृत्ति से आगे बढ़ जाती है। इस घटना को ऑन-आवृत्ति आवरण कहा जाता है और ऐसा इसलिए होता है क्योंकि प्रच्छादक और संकेतक एक ही श्रवण फ़िल्टर (चित्र C) के भीतर होते हैं। इसका मतलब यह है कि श्रोता उनके बीच अंतर नहीं कर सकते हैं और उन्हें एक ध्वनि के रूप में माना जाता है जिसमें शांत ध्वनि अधिक जोर से छिपी होती है (चित्र डी)।

ऑफ-आवृत्ति आवरण में प्रच्छादक संकेतक की प्रभावसीमा को बढ़ाता है, लेकिन इसका कुछ आवरण प्रभाव होता है क्योंकि कुछ प्रच्छादक संकेतक के श्रवण फिल्टर (चित्रा ई) में ओवरलैप हो जाते हैं।

ऑफ-आवृत्ति आवरण

आवरण प्रभाव के लिए प्रच्छादक का स्तर अधिक होना आवश्यक है; यह चित्र एफ में दिखाया गया है। ऐसा इसलिए है क्योंकि संकेतक के श्रवण फिल्टर में प्रच्छादक की केवल एक निश्चित मात्रा ओवरलैप होती है और संकेतक को कवर करने के लिए अधिक प्रच्छादक की आवश्यकता होती है।

निम्न आवृत्ति
आवरण पैटर्न प्रच्छादक की आवृत्ति और तीव्रता (चित्रा बी) के आधार पर बदलता है। 1000 Hz ग्राफ़ पर निम्न स्तरों के लिए, जैसे कि 20–40 dB श्रेणी, वक्र अपेक्षाकृत समानांतर होता है। चूंकि आवरित की तीव्रता घटता को अलग करती है, विशेष रूप से आवरित  की तुलना में अधिक आवृत्ति पर संकेतों के लिए। इससे पता चलता है कि आवरण प्रभाव का प्रसार आवृत्ति में ऊपर की ओर होता है क्योंकि प्रच्छादक की तीव्रता बढ़ जाती है। निम्न आवृत्तियों की तुलना में उच्च आवृत्तियों में वक्र बहुत उथला होता है। इस चपटेपन को आवरण का ऊपर की ओर फैलाव कहा जाता है और यही कारण है कि एक दखल देने वाली ध्वनि उच्च आवृत्ति संकेतों को कम आवृत्ति संकेतों की तुलना में बहुत बेहतर बनाती है।

चित्रा बी यह भी दर्शाता है कि जैसे-जैसे प्रच्छादक आवृत्ति बढ़ती है, आवरण पैटर्न तेजी से संकुचित होते जाते हैं। यह दर्शाता है कि उच्च आवृत्ति वाले मास्क केवल आवृत्तियों की एक संकीर्ण सीमा पर प्रभावी होते हैं, जो प्रच्छादक आवृत्ति के करीब होते हैं। दूसरी ओर कम आवृत्ति वाले मास्कर्स व्यापक आवृत्ति क्षेत्र पर प्रभावी होते हैं।

हार्वे फ्लेचर ने यह पता लगाने के लिए एक प्रयोग किया कि एक टोन के आवरण में शोर के एक बैंड का कितना योगदान होता है। प्रयोग में, एक निश्चित टोन संकेतक पर शोर के विभिन्न बैंडविथ केंद्रित थे। प्रत्येक बैंड विस्तार के लिए आवरित  सीमा दर्ज की गई थी। उनके शोध से पता चला कि शोर की एक महत्वपूर्ण बैंड विस्तार  है जो अधिकतम आवरण प्रभाव का कारण बनती है और उस बैंड के बाहर ऊर्जा आवरण को प्रभावित नहीं करती है। यह श्रवण प्रणाली द्वारा समझाया जा सकता है जिसमें श्रवण फ़िल्टर होता है जो स्वर की आवृत्ति पर केंद्रित होता है। इस श्रवण फिल्टर के भीतर  उपस्थित प्रच्छादक की बैंड विस्तार  प्रभावी रूप से टोन को मास्क कर देती है लेकिन फिल्टर के बाहर प्रच्छादक का कोई प्रभाव नहीं पड़ता है (चित्र जी)।

इसका उपयोग बिका हुआ फाइलों में ऑडियो फाइलों के आकार को कम करने के लिए किया जाता है। महत्वपूर्ण बैंड विस्तार के बाहर के संकेतों के हिस्से कम सटीकता के साथ दर्शाए जाते हैं। श्रोता द्वारा देखे गए संकेतों के हिस्सों को उच्च निष्ठा के साथ पुन: प्रस्तुत किया जाता है।

तीव्रता का प्रभाव
अलग-अलग तीव्रता के स्तर का आवरण पर भी प्रभाव पड़ सकता है। फिल्टर का निचला सिरा बढ़ते डेसिबल स्तर के साथ सपाट हो जाता है, जबकि उच्च अंत थोड़ा तेज हो जाता है। तीव्रता के साथ फिल्टर के उच्च आवृत्ति पक्ष के ढलान में परिवर्तन कम आवृत्तियों की तुलना में कम सुसंगत हैं। मध्यम आवृत्तियों (1–4 kHz) पर तीव्रता बढ़ने पर ढलान बढ़ जाती है, लेकिन कम आवृत्तियों पर स्तर के साथ कोई स्पष्ट झुकाव नहीं होता है और उच्च केंद्र आवृत्तियों पर फिल्टर बढ़ते स्तर के साथ ढलान में थोड़ी कमी दिखाते हैं। फ़िल्टर की तीक्ष्णता इनपुट स्तर पर निर्भर करती है न कि फ़िल्टर के आउटपुट स्तर पर। श्रवण फिल्टर का निचला भाग भी बढ़ते स्तर के साथ चौड़ा होता है। ये प्रेक्षण चित्र H में दर्शाए गए हैं।

श्रवण आवरण
श्रवण आवरण या गैर-समकालिक आवरण तब होता है जब अचानक उत्तेजना ध्वनि अश्रव्य अन्य ध्वनियां बनाती है जो तुरंत उत्तेजना से पहले या बाद में उपस्थित होती हैं। आवरण जो प्रच्छादक से तुरंत पहले ध्वनि को अस्पष्ट करती है उसे  पिछड़ा आवरण या प्री-आवरण कहा जाता है और आवरण के तुरंत बाद ध्वनि को अस्पष्ट करने वाले आवरण को फॉरवर्ड आवरण या पोस्ट-आवरण कहा जाता है।  श्रवण आवरण की प्रभावशीलता प्रच्छादक की शुरुआत और ऑफसेट से तेजी से कम हो जाती है, जिसमें शुरुआत क्षीणन लगभग 20 एमएस और ऑफसेट क्षीणन लगभग 100 एमएस तक रहता है।

समक्षणिक आवरण के समान, श्रवण आवरण श्रवण प्रणाली द्वारा किए गए आवृत्ति विश्लेषण को प्रकट करता है; जटिल हार्मोनिक टोन के लिए फॉरवर्ड आवरण प्रभावसीमा (उदाहरण के लिए, 500 हर्ट्ज की मौलिक आवृत्ति के साथ एक सॉटूथ जांच) पहले कई हार्मोनिक्स पर केंद्रित आवृत्ति बैंड के लिए प्रभावसीमा चोटियों (यानी, उच्च आवरण स्तर) प्रदर्शित करता है। वास्तव में, फ़ॉरवर्ड आवरण प्रभावसीमा से मापी गई श्रवण बैंडविथ समक्षणिक आवरण का उपयोग करके मापी गई तुलना में संकरी और अधिक सटीक होती हैं।

श्रवण आवरण को कान के ध्वनिक प्रतिवर्त के साथ भ्रमित नहीं होना चाहिए, मध्य कान में एक अनैच्छिक प्रतिक्रिया जो कान की नाजुक संरचनाओं को तेज आवाज़ से बचाने के लिए सक्रिय होती है।

अन्य आवरण स्थितियां
इप्सिलैटरल (एक ही तरफ) आवरण एकमात्र ऐसी स्थिति नहीं है जहां आवरण होती है। एक और स्थिति जहां आवरण होती है उसे कॉन्ट्रालेटरल (दूसरी तरफ) समक्षणिक आवरण कहा जाता है। इस मामले में, उदाहरण जहां संकेत एक कान में श्रव्य हो सकता है लेकिन दूसरे कान पर मास्क लगाने से जानबूझकर दूर हो जाता है।

अंतिम स्थिति जहां आवरण होती है उसे केंद्रीय आवरण कहा जाता है। यह उस मामले को संदर्भित करता है जहां एक आवरित प्रभावसीमा ऊंचाई का कारण बनता है। यह अनुपस्थिति में, या इसके अलावा, एक और प्रभाव हो सकता है और यह प्रच्छादक और संकेतक से प्राप्त अलग-अलग तंत्रिका इनपुट के बीच केंद्रीय तंत्रिका तंत्र के भीतर बातचीत के कारण हो सकता है।

विभिन्न प्रकार के उत्तेजना के प्रभाव
प्रच्छादक का उपयोग करते समय विभिन्न आवरण प्रभावों को देखने के लिए प्रयोग किए गए हैं जो या तो एक संकीर्ण बैंड शोर या साइनसोइडल टोन के रूप में होते हैं।

जब एक साइनसोइडल संकेतक और एक साइनसॉइडल प्रच्छादक (टोन) एक साथ प्रस्तुत किए जाते हैं तो संयुक्त उत्तेजना का लिफाफा बीट्स के रूप में वर्णित एक नियमित पैटर्न में उतार-चढ़ाव करता है। उतार-चढ़ाव दो ध्वनियों की आवृत्तियों के बीच के अंतर से परिभाषित दर पर होता है। यदि आवृत्ति अंतर छोटा है तो ध्वनि को एक स्वर की तीव्रता में आवधिक परिवर्तन के रूप में माना जाता है। यदि धड़कन तेज हो तो इसे खुरदरेपन की अनुभूति के रूप में वर्णित किया जा सकता है। जब एक बड़ी आवृत्ति जुदाई होती है, तो दो घटकों को खुरदरापन या धड़कन के बिना अलग-अलग स्वरों के रूप में सुना जाता है। बीट्स संकेतक की उपस्थिति के लिए एक संकेत हो सकता है, भले ही संकेतक स्वयं श्रव्य न हो। संकेतक या प्रच्छादक के लिए एक साइनसॉइडल टोन के अतिरिक्त एक संकीर्ण बैंड शोर का उपयोग करके बीट्स के प्रभाव को कम किया जा सकता है।

आवरण के तंत्र
आवरण के कई अलग-अलग तंत्र हैं, जिनमें से एक दमन है। यह तब होता है जब दूसरे की उपस्थिति के कारण संकेतक की प्रतिक्रिया में कमी आती है। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि पहले संकेत के कारण होने वाली मूल तंत्रिका गतिविधि दूसरी ध्वनि की तंत्रिका गतिविधि से कम हो जाती है। संयोजन टोन संकेतक और प्रच्छादक के उत्पाद हैं। ऐसा तब होता है जब दो ध्वनियाँ परस्पर क्रिया करती हैं जिससे नई ध्वनि उत्पन्न होती है, जो मूल संकेत की तुलना में अधिक श्रव्य हो सकती है। यह कान में होने वाली गैर रेखीय विकृति के कारण होता है। उदाहरण के लिए, दो मास्कर्स का संयोजन टोन अकेले दो मूल मास्कर्स की तुलना में बेहतर प्रच्छादक हो सकता है।

ध्वनियाँ दो ध्वनियों के बीच आवृत्ति के अंतर के आधार पर कई तरह से परस्पर क्रिया करती हैं। सबसे महत्वपूर्ण दो घन अंतर स्वर हैं और द्विघात अंतर स्वर.

घन अंतर टोन की गणना योग द्वारा की जाती है।

2F1 - F2

(F1 पहली आवृत्ति है, F2 दूसरी आवृत्ति है)

ये ज्यादातर समय श्रव्य होते हैं और विशेष रूप से जब मूल स्वर का स्तर कम होता है। इसलिए वे द्विघात अंतर स्वरों की तुलना में मनोध्वनिक समस्वरण वक्रों पर अधिक प्रभाव डालते हैं।

द्विघात अंतर स्वर का परिणाम है

F2 - F1

यह अपेक्षाकृत उच्च स्तर पर होता है इसलिए साइकोकॉस्टिक ट्यूनिंग कर्व्स पर इसका कम प्रभाव पड़ता है।

संयोजन स्वर प्राथमिक स्वरों के साथ परस्पर क्रिया कर सकते हैं जिसके परिणामस्वरूप प्रकृति में उनके मूल प्राथमिक स्वरों की तरह होने के कारण द्वितीयक संयोजन स्वर होते हैं, उत्तेजना जैसे। इसका एक उदाहरण है

3F1 - 2F2

माध्यमिक संयोजन टोन फिर से प्राथमिक टोन के संयोजन टोन के समान होते हैं।

ऑफ आवृत्ति सुनना
ऑफ फ्रिक्वेंसी सुनना तब होता है जब कोई श्रोता अपने श्रवण प्रदर्शन को बेहतर बनाने के लिए संकेतक आवृत्ति से ठीक कम फिल्टर चुनता है। यह "ऑफ आवृत्ति " फ़िल्टर फ़िल्टर के आउटपुट स्तर पर संकेतक की तुलना में प्रच्छादक के स्तर को कम करता है, जिसका अर्थ है कि वे संकेतक को अधिक स्पष्ट रूप से सुन सकते हैं जिससे श्रवण प्रदर्शन में सुधार होता है।

अनुप्रयोग
श्रवण आवरण का उपयोग टिनिटस मास्कर्स में कष्टप्रद रिंगिंग, हिसिंग, या बज़िंग या टिनिटस को दबाने के लिए किया जाता है जो अक्सर सुनवाई हानि से जुड़ा होता है। इसका उपयोग विभिन्न प्रकार के ऑडियोमेट्री में भी किया जाता है, जिसमें शुद्ध स्वर ऑडियोमेट्री सम्मिलित है, और प्रत्येक कान का एकतरफा परीक्षण करने के लिए और आंशिक रूप से आवरण शोर की उपस्थिति में वाक् पहचान का परीक्षण करने के लिए मानक श्रवण परीक्षण।

ध्वनि संकेतों (MP3) के लिए डेटा संपीड़न करने के लिए श्रवण आवरण का उपयोग किया जाता है।

यह भी देखें

 * कॉकटेल पार्टी प्रभाव
 * भ्रमपूर्ण असंतोष
 * मनोविश्लेषण
 * प्रतिक्रिया भड़काना

संदर्भ

 * Pickles, J.O. (1982) An Introduction to the Physiology of Hearing, London, Academic Press

बाहरी संबंध

 * "Addition of Simultaneous Masking" by B. Lincoln from Stanford University
 * Auditory Masking & Wideband Audio Coding – video lecture by Professor E. Ambikairajah