Medisch en lichamelijk onderzoek van het menselijk gehoor en geluidsverwerking in de hersenen hebben aangetoond dat het hoortoestel zijn eigen perceptuele kenmerken heeft. Onder bepaalde omstandigheden registreren de hersenen geluiden niet of slechts gedeeltelijk. Veel signaalcomponenten die in het akoestische signaal aanwezig zijn, worden door mensen niet eens waargenomen. De psychoakoestische oproep houdt zich bezig met het onderzoeken van deze feiten. Tot dusver zijn de volgende tekortkomingen in de waarneming van het menselijk oor ontdekt:

Bereik gehoorwaarneming:

De golven kunnen in een breed frequentiebereik worden uitgezonden. Het menselijk oor kan echter maar een klein deel van dit frequentiebereik, het audiofrequentiebereik, echt waarnemen. In theorie kunnen mensen geluiden horen met frequenties tussen 20 Hz en 20 kHz. In de praktijk is echter aangetoond dat de gevoeligheid van het oor aanzienlijk afneemt naar lage en hoge frequenties. In de bovenstaande afbeelding is de amplitude, dat wil zeggen de geluidsdruk, uitgezet tegen de frequentie. Metingen hebben aangetoond dat alle signalen die volledig onder de drempel van horen in rust (rode lijn) liggen, onhoorbaar zijn.

De amplitude van deze tonen (groene pieken in de afbeelding) is te laag, dus hun volume is te laag om waar te nemen. Het is interessant om te zien dat de stille gehoordrempel niet constant is bij een bepaalde amplitudewaarde, maar verandert met de frequentie. Zeer lage tonen (minder dan 50 Hz) zijn alleen waarneembaar vanaf zeer hoge amplitudes, evenals tonen boven 15 kHz. Er moet ook worden opgemerkt dat niet iedereen dezelfde stille gehoordrempel heeft. Kinderen kunnen hoge frequenties veel beter horen dan oudere mensen.

Maskeren:

Een ander nadeel van het menselijke gehoorapparaat is het onvermogen om onderscheid te maken tussen tonen met een zeer vergelijkbare frequentie en een zeer verschillend volume die tegelijkertijd voorkomen. Dit effect wordt ook wel auditieve maskering genoemd, of Duits simultaan maskeren. Een signaal met hoge amplitude (donkerblauw in de afbeelding hierboven), ook wel een masker genoemd, verbergt stillere signalen met een vergelijkbare frequentie. In de afbeelding zijn dit allemaal signalen die zich binnen het geel gemarkeerde gebied bevinden. Als voorbeeld worden enkele turquoise pieken getoond. Het gele gebied wordt omlijnd door de oranje individuele maskeerdrempel van de masker. De individuele maskeerdrempel en de stille gehoordrempel kunnen worden gecombineerd om de zogenaamde globale maskeerdrempel te vormen. Alle signalen onder de globale maskeerdrempel zijn dus onhoorbaar. In de praktijk betekent auditieve maskering niets anders dan luide muzieksignalen de rustige delen bedekken en onhoorbaar maken.
Een ander maskerend effect treedt op wanneer twee tonen elkaar in zeer korte tijd opvolgen. Van deze twee tonen wordt alleen de toon met grotere amplitude waargenomen, dat wil zeggen, een groter volume. Interessant is dat zelfs als het zachte geluid het oor het eerst bereikt, alleen het sterke signaal dat later arriveert in de hersenen wordt geregistreerd. Dit tweede belangrijke maskerende effect wordt in vakjargon ook wel tijdelijke maskering genoemd.

Laagfrequente lokalisatietekorten:

Hoewel het menselijk oor de oorsprong van hoge en middenfrequente tonen in de kamer goed kan lokaliseren, doen zich problemen voor in het laagfrequente gebied. De hersenen berekenen de locatie van de geluidsbron uit het verschil in signaallooptijd tussen het linker- en rechteroor. Als er rechts een geluidsbron is, worden de golven die door deze bron worden uitgezonden eerder door het rechteroor waargenomen dan door het linkeroor. De oorsprong van de tonen wordt berekend uit het tijdsinterval tussen de waarneming van het linker- en rechteroor. Geluidssignalen met zeer lage frequentie hebben echter zeer lange golflengten, waardoor een duidelijke lokalisatie onmogelijk is. Daarom is er praktisch geen verschil in toonhoogte tussen een monogeluidsbron voor laagfrequente signalen en een stereogeluidsbron voor zeer laagfrequente geluiden. Het wordt bijvoorbeeld gebruikt bij de constructie van subwoofersatellietsystemen en is ook een startpunt voor audiocompressie op het gebied van lage tonen.
Daarom kan het menselijk oor slechts een volledige reeks frequentiebereiken onjuist of helemaal niet waarnemen. In de elektrotechniek houdt het gebied van digitale signaalverwerking (DSP) zich onder meer bezig met wiskundige processen die, in combinatie met het psychoakoestische model van het hoortoestel, leiden tot datareductie.