Grande parte da compressão oferecida pelos métodos de compressão Lossy provém de estudos na área da Psico acústica, que estuda a percepção subjectiva do som. Assim, serão detalhadas de seguida as características limitativas do nosso sistema auditivo nas quais as técnicas de compressão Lossy se baseiam.
Sensibilidade do Ouvido Humano
Em geral, o ouvido humano consegue captar frequências entre os 20Hz e os 20kHz, sendo que estes limites variam de um indivíduo para o outro, sendo que na idade adulta a grande maioria das pessoas não ouve nada para além dos 16kHz. A maior sensibilidade é dedicada às frequências médias (entre 2kHz e 4kHz), o que provavelmente se deve a uma característica evolucional, adaptando a audição à voz humana que oscila ente os 500Hz e os 2kHz. [1]
Fig 1 – Limites da Sensibilidade Auditiva
Na Fig 1 estão representados os limites da sensibilidade auditiva, divididos entre o mínimo que conseguimos ouvir (Threshold of Audibility) e o máximo que suportamos ouvir (Threshold of Feeling), sendo que acima deste limite se sente dor, podendo resultar em lesões auditivas com exposição continuada.
Para além da sensibilidade própria do ouvido humano, ocorrem fenómenos de “filtragem” dos processos cognitivos, uma vez que seria muito difícil concentrar-nos em alguma coisa (já assim por vezes é complicado...) se a informação recolhida pelos cinco sentidos não fosse previamente filtrada pelo nosso cérebro. [1]
Filtragem Auditiva
Um exemplo deste fenómeno psico acústico é a filtragem por frequências. Deste fenómeno resulta que se formos expostos a duas fontes de som com frequências bastante próximas temos dificuldade em distingui-las. [1]
Como exemplo prático temos a situação representada na Figura 2. Na situação A temos duas fontes de som emitindo uma onda sinusoidal, uma delas (Tone 1) a 1kHz e outra (Tone 2), emitindo a menos 10 db que a primeira a 1,1kHz. Nesta situação a grande maioria das pessoas não conseguiriam distinguir uma fonte da outra. Na situação B, aumenta-se a frequência da segunda fonte (Tone 2) até 4kHz, mantendo o volume. O que se verifica é que este segundo tom começa por soar ligeiramente diferente do primeiro, até que se possível distingui-los, com Tone 2 a ser perfeitamente audível, mesmo que num volume mais reduzido.
Fig 2 – Exemplo prático de Filtragem Auditiva
De igual forma, como outro exemplo da filtragem temos o mascaramento de um som por outro com um volume mais elevado. Este é um fenómeno habitual no nosso dia a dia, que pode ser exemplificado pelos sistemas de arrefecimento dos computadores, que se tornam inaudíveis mal haja uma fonte de som como música, ou uma conversa moderada.
Filtragem Temporal
Para além da Filtragem Auditiva, que está dependente da relação entre frequências e os seus volumes relativos existe um segundo tipo de marcaramento, a filtragem temporal. Neste fenómeno verifica-se que o ser humano tem dificuldade em distinguir dois sons que estão muito próximos em termos temporais. [1]
Fig 3 – Filtragem Temporal
Assim, como é representado na Figura 3, verifica-se que depois (e inclusive antes, embora num período de tempo muito reduzido) da emissão de um som num volume elevado é impossível distinguir outro emitido num volume mais reduzido.