De l’interprète à l’auditeur : une analyse acoustique et perceptive du timbre musical
Authors: Barthet M.
Publication Date: December 2008 (PhD thesis, Aix-Marseille II University, 2008)
Tags: Analysis Synthesis, Musical Interpretation, Musical Sounds, Timbre
Abstract
From performer to listener : an acoustical and perceptual analysis of musical timbre
Discovering the acoustical parameters responsible for musical expression is of fundamental interest to improve our understanding of musical perception, and finds numerous applications in sound synthesis. Musical interpretation is an act during which the performer traduces the notational signal from the composer while involving his/her own judgement. If many studies on musical interpretation deal with the role of timing, dynamics or pitch, rather few focus on the one of timbre. Nevertheless, this perceptual attribute referring to both the identity of the sound source and the sound quality, seems to be an essential musical parameter. The goal of this work, based on an analysis-synthesis approach, is to better understand the role of timbre in musical interpretation.
Dissimilarity judgments of synthetized clarinet tones obtained from a physical model, allowed to characterize the influence of the control parameters of the instrument (blowing pressure and player’s lip force on the reed) on the generated timbres. Recordings of musical excerpts played a large number of times by the same professional clarinetist on a natural instrument according to different musical intentions (“scholastic” and “expressive”) were then analyzed. The transmission process of musical expression was hence studied through changes in timbre, rhythm, and dynamics. Some timbre variations (sound quality variations within tones or between tones) are systematically reproduced by the performer when his/her expressive intention is the same. The nature of these variations is modified when the intention changes, which tends to prove that musicians act on certain timbre dimensions to vary their expression. Two complementary perceptual experiments revealed that the evolutions of the tones’ brightness across time influence listeners’ musical preferences. The musical quality of inexpressive sequences, generated on self-sustained instruments with samplers, could significantly be improved thanks to the control of brightness by dynamic filtering.
This work supports the idea that the temporal morphological variations of timbre (e.g. brightness temporal variations) are involved in musical expression.
Abstract (in french)
Découvrir quels sont les paramètres acoustiques corrélés à l’expression musicale revêt un intérêt fondamental afin d’améliorer notre compréhension de la perception musicale, et trouve de multiples applications en synthèse sonore. L’interprétation musicale est un acte au cours duquel un instrumentiste traduit le signal notationnel d’un compositeur en sons musicaux, tout en impliquant son propre jugement. Si la plupart des études sur l’interprétation musicale portent sur le rythme, la dynamique, ou les hauteurs, bien moins se consacrent au timbre. Cet attribut perceptuel du son, à la fois lié à l’identité de la source sonore et à la qualité sonore, semble pourtant être un paramètre musical essentiel. L’objet de cette thèse, dont l’approche repose sur l’analyse-synthèse, est de mieux comprendre le rôle du timbre dans l’interprétation musicale.
Une étude de dissemblance réalisée sur des sons de synthèse de clarinette, obtenus à partir d’un modèle physique, a permis d’évaluer l’influence du contrôle instrumental (pression d’alimentation et pince) sur les timbres produits par l’instrument. Des enregistrements d’extraits musicaux joués un grand nombre de fois par un même clarinettiste professionnel sur un instrument naturel selon différentes intentions musicales (“scolaire” et “expressive”) ont ensuite été analysés. Les mécanismes de transmission de l’expression musicale ont ainsi pu être étudiés au travers de changements de timbre, de rythme et de dynamique. Certaines variations de timbre (variations de qualité sonore au sein des notes et entre les différentes notes) sont reproduites de manière systématique par l’interprète lorsque son intention musicale est la même. La nature de ces variations change lorsque l’intention expressive change, ce qui tend à prouver que les musiciens agissent sur certaines dimensions du timbre afin de varier leur expression. Deux expériences perceptives complémentaires ont révélé que la nature des évolutions temporelles de la brillance des notes influe sur les préférences musicales des auditeurs. La qualité musicale de séquences inexpressives, produites sur des instruments de type entretenu à l’aide d’échantillonneurs, a notamment pu être améliorée de manière significative grâce à un contrôle de la brillance par filtrage dynamique.
L’ensemble de ces travaux appuie l’idée que les variations morphologiques temporelles de timbre (par ex. variations temporelles de brillance) constituent l’un des vecteurs de l’expression musicale.