Peittoilmiö

Peittoilmiöllä tarkoitetaan äänen peittymistä jonkin toisen äänen alle. Tätä tapahtuu sekä taajuusalueessa (äänenkorkeudeltaan läheinen ääni peittyy helposti viereisen, vähänkin voimakkaamman äänen alle) että aika-alueessa (esipeitto ja jälkipeitto).
Ihmisen korvassa ääniä käsitellään taajuusalueittain summaten (kriittinen kaista). Lähellä toisiaan taajuusalueessa olevat äänekset (eli sinivärähtelyt) ärsyttävät lähes samoja aistinsoluja, jolloin voimakkaampi äänes kumoaa helposti heikomman ääneksen. Taajuusalueen peittoilmiö tapahtuu siten jo varhaisessa vaiheessa kuuloa.
Aika-alueen peittoilmiöt tapahtuvat suurelta osin syvemmällä aivoissa. Esipeitossa myöhemmin tulevat, mutta voimakkaammat signaalit saavat aikaisemman tiedon käsittelyn keskeytymään, jolloin aikaisempaa signaalia ei tietoisesti havaita. Jälkipeitto, jossa myöhemmin tulevat (heikommat) signaalit peittyvät, kestää huomattavasti pidempään kuin esipeitto.

Peittokuulokynnys ja erilaiset peittoäänet

Kun siniäänisignaalin peittoäänenä käytetään siniääntä, äänien välinen huojunta aiheuttaa alemman peittokuulokynnyksen kuin jos peittoäänenä käytetään laajakaistaista kohinaa. Laajakaistainen kohina kuitenkin toimii peittävästi vain signaalin kriittisen kaistan taajuusalueella. Peittokuulokynnys kertoo, kuinka voimakas signaali on, jotta se juuri ja juuri havaitaan peittoäänen aikana.

Kriittinen kaista

Kun signaalia peitetään peittoäänellä, peittoilmiön voimakkuus riippuu peittoäänen ja signaalin voimakkuuden lisäksi peittoäänen kaistaleveydestä. Useassa tutkimuksessa on todettu, että peittoäänen kaistaleveyden lisääminen nostaa signaalin kuulokynnystä, kun kaistaleveys on keskitetty signaalin taajuuteen. Kaistaleveyttä lisättäessä vastaan tulee kuitenkin piste, jonka jälkeen kaistaleveyden lisäys ei enää vaikuta merkittävästi signaalin kuulokynnykseen.
Ilmiö johtuu taajuuserottelusta. Korva mukautuu kuultavan äänen mukaan ja erottelee kompleksista äänistä eri taajuusalueita (engl. auditory filter). Taajuusalueet ovat keskittyneet voimakkaimpien ääneksien ympärille ja yksittäisen signaalin tapauksessa signaalin taajuuden ympärille. Kriittinen kaistaleveys kuvaa näiden taajuusalueiden leveyttä. Kun peittoäänen kaistaleveys ylittää kriittisen kaistaleveyden eli yhden taajuusalueen leveyden, peittoäänen kaistaleveyden lisääminen ei vaikuta signaalin kuulokynnykseen, koska korva tulkitsee kriittisen kaistaleveyden ylittävän osan eri taajuusalueella.
Kriittinen kaista on oleellinen suure myös useamman kuin yhden äänen erottelussa; jos kaksi ääntä on taajuudeltaan niin lähellä toisiaan, että ne osuvat samalle taajuuskaistalle (äänten välinen taajuusero on vähemmän kuin kriittinen kaistaleveys), kaksi ääntä kuullaan yhtenä. Tässä tapauksessa kahden äänen vaikutus havaitaan karheutena tai huojuntana. Kun äänet ovat riittävän kaukana toisistaan (taajuusero ylittää kriittisen kaistan), ne kuullaan yksittäisinä ääninä. Kriittinen kaistaleveys ei ole vakio, vaan se riippuu esimerkiksi signaalin taajuudesta.
Peittoilmiön ja dissonanssin havaitsemisen kriittiset kaistat ovat pitkälti samankaltaisia.

Esipeitto ja jälkipeitto

Peittoilmiötä tapahtuu myös aika-alueessa. Kun peittoääni edeltää signaalia, kyseessä on esipeitto ja kun signaali edeltää peittoääntä kyseessä jälkipeitto. Esipeiton ja jälkipeiton toimintaa ei tunneta kovin hyvin. Esipeiton arvellaan johtuvan lyhyestä kuulokynnyksen nousemisesta, jonka peittoääni aiheuttaa. Vastaavaa tapahtuu kaikissa sensorisissa toiminnoissa, esimerkiksi kirkkaan valon näkeminen heikentää hetkellisesti näköä.
Jälkipeiton arvellaan johtuvan hetkellisestä signaalin ja peittoäänen sekoittumisesta havainnossamme.

Cocktail party -efekti

Cocktail party -efekti on peittoilmiön erikoistapaus, jossa voidaan erottaa yksi ääni ja keskittyä siihen muiden äänien joukosta. Ilmiö on saanut nimensä esimerkistä, jossa henkilö pystyy keskittymään keskustelukumppaninsa puheeseen juhlien puheensorinassa. Cocktail party -efekti on monisäikeinen käsite, eikä sitä tunneta hyvin, mutta keskittymisen lisäksi sillä on tekemistä ääniaaltojen vaiheiden kanssa: jos puhuja, jota kuuntelemme on suoraan edessä ja turhaa ääntä tulee sivuilta, puhujan ääni saavuttaa molemmat korvat yhtäaikaa ja muut äänet eivät.