(4.8)
Hasta ahora, en los experimentos de enmascaramiento descritos se han utilizado bandas de ruido como señales enmascarantes y tonos como señales de prueba. Adicionalmente, se ha señalado la similitud existente entre los patrones de excitación y de enmascaramiento provocados por bandas de ruido. En esta sección se estudia cuantitativamente la relación entre excitación y enmascaramiento, y la dependencia de esta relación con respecto al carácter tonal de las señales enmascarante y enmascarada.
Como se dijo en la sección IV.2, no es posible determinar directamente el nivel de excitación mediante experimentos psicoacústicos. Por otro lado, la estrecha relación entre la excitación y el enmascaramiento9 sugieren, como una primera aproximación, que los respectivos patrones deben ser idénticos en cuanto a su forma [2]. Ahora bien, como se pudo observar en las Figs. IV.10 y IV.11, el máximo UE está de 2 a 6 dB por debajo del nivel SPL de la señal enmascarante (es decir, de 2 a 6 dB por debajo del máximo nivel de excitación).
Para cuantificar esta diferencia, supóngase que se dispone de una señal de ruido de banda ancha que produzca un patrón de excitación plano, expresado en términos de la tasa de BCs; es decir, que tenga una densidad espectral tal que la intensidad por BC (dada por la Ec. 4.5 ó 4.6) sea constante [2].
Si se mide el enmascaramiento producido por esta señal sobre un tono, se puede obtener un patrón de enmascaramiento a partir del cual puede determinarse la diferencia entre el UE y la excitación, en función de la frecuencia; esta diferencia se denomina índice de enmascaramiento.
El ruido requerido para este experimento, denominado ruido de excitación uniforme, debe tener (ignorando la atenuación introducida por el oído externo y medio) una densidad espectral descrita por la ecuación [2]:
(4.8)
De esta forma, si LT es el nivel de un tono de prueba apenas audible, y LBC es el nivel de intensidad por BC de la señal enmascarante, el índice de enmascaramiento en dB, qdB, está dado por:
En la siguiente figura se muestran el índice de enmascaramiento y el patrón de enmascaramiento obtenido con un ruido de excitación uniforme, con nivel de intensidad por BC de 40 dB (intensidad total de Å 54 dB). Como se observa en la figura IV.25, qdB varía entre &endash;2 y &endash;6 dB a lo largo de frecuencias audibles.
Aun cuando, según lo expuesto hasta ahora, pareciese que la "habilidad" de una señal para enmascarar a un tono depende sólo de la intensidad contenida en la BC centrada en el tono, diversos resultados experimentales [2] indican que tal "habilidad" depende además de la tonalidad de la señal enmascarante.
En este contexto, el término "tonalidad" se utiliza para describir cualitativamente la similitud del espectro de la señal con el de un tono puro: una señal es "tonal" cuando su espectro es "impulsivo", mientras que es "no tonal" o "ruidosa" si su espectro se asemeja al de una banda de ruido.
La siguiente figura ilustra la llamada asimetría de enmascaramiento entre tonos y bandas de ruido. La curva corresponde al patrón de enmascaramiento producido por un tono puro que enmascara a una banda crítica de ruido (caso T) y viceversa (caso R). Ambas señales enmascarantes tienen una intensidad total de 72 dB SPL.
En esta figura se observa que la banda de ruido es más efectiva que el tono como señal enmascarante: la diferencia entre los umbrales de enmascaramiento de un caso y de otro es de unos 21 dB.
En términos del índice de enmascaramiento definido en la sección IV.5.1, se observa que la diferencia entre el UE del tono y la intensidad de la banda de ruido enmascarante (es decir, el nivel de excitación máximo) es de unos &endash;3 dB, lo cual corresponde al valor de qdB a 1 kHz; en el caso del tono como señal enmascarante esta diferencia es de &endash;24 dB.
Por tanto, el valor de qdB asociado a una señal enmascarante tonal es considerablemente mayor (en magnitud) que el valor de qdB asociado a una señal enmascarante no tonal.
Adicionalmente, Hellman [39] señala que el índice de enmascaramiento en el caso R es independiente del nivel de la banda de ruido enmascarante, mientras que en el caso T el valor de qdB aumenta (en magnitud) al aumentar el nivel SPL del tono enmascarante. En el caso de la Fig. IV.26 (estudiado en [39]) , qdB @ &endash;20 dB para un tono de 60 dB SPL, pero qdB @ &endash;30 dB para un tono de 90 dB SPL.