The Perception of Simultaneous Notes such as in Polyphonic Music

Experiments on the perception of simultaneously sounding notes (as in polyphonic music) where done using a masking paradigm with stimuli containing two simultaneous notes (a masker and a test note). The stimuli can, both perceptually and conceptually, be considered from two points of view: a frequency or spectral point of view based on the frequency components of the notes, and a temporal point of view based on the temporal envelope of the notes. The results show that both play a role in the perception of two-note stimuli. Spectral cues are relevant when the notes start at the same time and have identical temporal envelopes. Thresholds are in the range of zero to —20 dB. When one note starts slightly before the other, however, a much better perception results with very low separation thresholds, down to — 60 dB. Moreover, these low thresholds are largely independent from non-temporal features of the notes. The onset differences used in the experiments correspond roughly with the asynchronization of simultaneous notes found in performed music. This supports the view that this asynchronization is an important factor in the perception of the various parts or voices in music.

Zusammenfassung

Unter Benutzung von Verdeckungsreizen aus zwei gleichzeitigen Tönen (einem verdeckenden und einem Testton) wurden Versuche über die Wahrnehmung gleichzeitig erklingender Töne wie etwa bei polyphoner Musik durchgeführt. Die Versuchssignale können sowohl wahrnehmungsmäßig als auch begrifflich von zwei Standpunkten betrachtet werden: vom Frequenz- oder Spektralstandpunkt, der von den Frequenzkomponenten der Töne ausgeht, und vom Standpunkt der Zeitstruktur, der auf der zeitlichen Einhüllenden der Töne basiert. Die Ergebnisse zeigen, daß beide eine Rolle spielen bei der Wahrnehmung von Signalen aus zwei Tönen. Spektraleigenschaften sind maßgebend, wenn die Töne zur gleichen Zeit beginnen und gleiche Zeitverläufe der Einhüllenden haben. Die Schwellen liegen im Bereich von null bis — 20 dB. Wenn jedoch ein Ton ein wenig vor dem anderen einsetzt, ergibt sich eine viel bessere Wahrnehmbarkeit mit einer sehr niedrigen Schwelle, die bis zu — 60 dB heruntergeht.

Diese niedrigen Schwellen sind außerdem weitgehend unabhängig von nicht-zeitlichen Merkmalen der Töne. Die bei den Versuchen eingestellten Einsatzunterschiede entsprechen ungefähr dem Asynchronismus gleichzeitiger Töne in gespielter Musik. Dies unterstützt die Ansicht, daß dieser Asynchronismus ein wichtiger Faktor für die Wahrnehmbarkeit verschiedener Stimmen in der Musik ist.

Sommaire

Des expériences ont été faites sur la perception des notes jouées simultanément, comme en musique polyphonique. On a utilisé un procédé de masquage avec des stimuli contenant deux notes simultanées, un masque et une note de test. Perceptuellement et conceptuellement, les stimuli peuvent être regardés de deux points de vue: celui de la fréquence ou du spectre, qui utilise les composantes spectrales des deux notes, et celui de l'évolution temporelle qui utilise l'enveloppe des variations des notes en fonction du temps. Le résultat montre que les deux points de vue ont un rôle dans la perception des stimuli à deux notes. La composition spectrale est importante surtout quand les deux notes sont déclanchées au même instant et possèdent des enveloppes temporelles identiques. Les seuils sont de l'ordre de zéro à — 20 dB. Mais lorsqu'une note démarre un peu avant l'autre, il en résulte une bien meilleure perception avec des seuils très bas, descendant jusqu' à — 60 dB. De plus ces seuils bas sont en grande proportion indépendants des caractéristiques non temporelles des notes. Les différences d'attaque utilisées dans ces expériences correspondent en gros avec la désynchronisation des notes simultanées observée dans la musique effectivement jouée, ce qui laisse à penser que cet asynchronisme joue un rôle important dans la perception des différentes parties ou voix de la musique.