Des scientifiques de l'Université Queen Mary de Londres (QMUL) nous rapprochent de la compréhension de l'expérience musicale grâce à une nouvelle approche pour analyser un effet musical commun connu sous le nom de vibrato.

Le vibrato est l'oscillation de haut en bas de la hauteur introduite lors d'une performance instrumentale ou vocale, destiné à ajouter de l'expressivité et à faciliter la projection sonore, et couramment utilisé dans l'opéra. Un vibrato bien synchronisé et magnifiquement exécuté peut grandement améliorer la qualité sonore d'une note, et induisent de fortes réactions émotionnelles chez l'auditeur.

La nouvelle approche de l'analyse vibrato, publié dans le Journal de mathématiques et de musique , décrit pour la première fois l'utilisation de la méthode de diagonalisation du filtre (FDM) dans le traitement du signal musical. La technique a des origines dans la physique quantique et est utilisée pour étudier la dynamique moléculaire et la résonance magnétique nucléaire.

"Nous sommes maintenant un pas de plus vers la compréhension des mécanismes de la communication musicale, les nuances que les interprètes introduisent dans la musique, et la logique derrière eux, ", a déclaré la superviseure du projet et co-auteur, la professeure Elaine Chew du Centre de musique numérique de l'École de génie électronique et d'informatique de QMUL (EECS).

La capacité de la technique à détecter et à estimer les caractéristiques à partir d'éclats d'informations très fins est particulièrement utile dans l'analyse du vibrato et permet aux chercheurs d'analyser les signaux musicaux avec une plus grande précision qu'auparavant.

Les vibratos oscillent généralement à une vitesse de 4 à 8 cycles par seconde, ou avec une période de 125-250 millisecondes par cycle. Le degré auquel la hauteur est courbée vers le haut ou vers le bas peut aller jusqu'à un demi-ton. Parce que les vibratos arrivent si vite, les techniques standard qui nécessitent une fenêtre relativement grande pour analyser le signal musical ont jusqu'à présent eu du mal à capturer avec précision leurs caractéristiques.

"L'algorithme FDM a été initialement développé pour explorer efficacement et efficacement les résonances dynamiques quantiques complexes des atomes et des molécules. Bien que les signaux musicaux soient très différents de leurs homologues quantiques, mathématiquement, ils partagent de nombreuses similitudes, y compris les caractéristiques de leurs résonances, " a déclaré le Dr Khalid Rajab, co-superviseur du projet et co-auteur de l'École de génie électronique et informatique (EECS) de QMUL.

"En réalité, nous avons trouvé que, car ils oscillent avec le temps, les harmoniques des signaux musicaux peuvent être plus compliquées à analyser que leurs homologues quantiques, " a-t-il ajouté. La recherche a émergé d'un projet visant à modéliser les différences entre jouer du violon et erhu, un violon chinois à deux cordes.

Le professeur Chew a déclaré :« Quand la musique pour un instrument folklorique comme le erhu est jouée sur un violon, il lui manque les qualités stylistiques et expressives de l'original. Une des sources majeures de ces différences réside dans la manière dont les notes sont élaborées (avec vibrato) et la manière dont les instrumentistes effectuent leurs transitions entre les notes (à l'aide de portamentos). Nous étions intéressés par la création d'outils informatiques qui peuvent aider à révéler ces différences."

La recherche fait partie du projet de doctorat de Luwei Yang, premier auteur et doctorant du China Scholarship Council et assistant de recherche en EECS.

Yang, un fervent joueur d'erhu a dit :"En erhu, comme au violon, le vibrato est fréquemment utilisé pour imiter la vivacité et l'expressivité colorée de la voix humaine. Les styles de vibrato erhu contemporains ont été profondément influencés par les techniques du violon, il est donc fascinant d'approfondir la caractérisation des différences entre eux. »

Les chercheurs espèrent que la nouvelle technique aidera les musiciens et les professeurs de musique dans leur quête du vibrato parfait, aider les artistes du son à créer des effets de vibrato au son plus naturel dans la production audio, et permettre aux chercheurs de cartographier les tendances stylistiques dans l'utilisation du vibrato à travers les cultures et le temps.