An attempt to describe the parameter determining the timbre of steady-state harmonic complex tones
The aim of the paper is to demonstrate that changes in timbre of a chosen group of complex tones are directly connected with the perception of changes of parameter n, which characterizes the shape of the so-called ideal complex tone spectrum envelope [8]. Assuming that the research
on complex tone timbre should be carried out in an analgous way to the research on loudness and pitch, the difference limen of parameter n are estimated for the complex tones with equal loudness and pitch.
Three methods of calculating the parameter n are suggested for each complex tone out of a chosen group (group of complex tones in spectra of which there is a general tendency of amplitudes to decrease together with the increase of their frequency).
Subsequently, relying on experimental findings, a way of choosing the proper method is designated. It is the method which allows the fixing of such a value of parameter n, that ideal complex tone, having such a value of parameter n, is closest in respect of timbre to the investigated complex tone.
This indicates that it is possible to order complex tones by the way of assigning to them as their representation the appropriate ideal complex tones. The parameters of the ideal complex tone envelope serve, hence as the quantitative characteristics of the real complex tone envelope, which consequently enables quantitative estimation of the real complex tone timbre to be made.
Furthermore, it appears that the independent confirmation of hypothesis on the decisive role of parameter n in creating timbre sensation is the consistency of values of parameter n and the coefficient Dij .
Zusammenfassung
In dieser Arbeit soll gezeigt werden, daß Klangänderungen innerhalb einer ausgewählten Gruppe von Tonkomplexen direkt verknüpft sind mit der Wahrnehmung von Änderungen eines Parameters n, welcher die spektrale Einhüllende des sogenannten idealen Tonkomplexes kennzeichnet. Unter der Voraussetzung, daß der Klang von Tonkomplexen in analoger Weise wie die Lautheit und die Tonhöhe untersucht werden sollte, wegen Differenzschwellen des Parameters n für Tonkomplexe gleicher Lautheit und Tonhöhe abgeschätzt.
Es werden drei Methoden zur Berechnung des Parameters n für jeden Tonkomplex aus einer ausgewählten Gruppe von Tonkomplexen vorgeschlagen, in deren Spektren eine allgemeine Tendenz abnehmender Amplituden mit wachsender Frequenz herrscht.
Auf der Grundlage experimenteller Befunde wird sodann eine bestimmte Methode als besonders geeignet ausgewählt. Es ist diejenige, mit der ein Wert des Parameters n so festgelegt werden kann, daß der Klang eines idealen Tonkomplexes mit diesem Parameterwert dem des zu beurteilenden Tonkomplex am nächsten kommt.
Dies zeigt, daß man Tonkomplexe durch die Art und Weise ordnen kann, in der man ihnen passende ideale Tonkomplexe zuordnet. Die Parameter des idealen Tonkomplexes dienen daher als quantitative Kennzeichen des realen Tonkomplexes, was folglich eine quantitative Abschätzung des Klanges realer Tonkomplexe ermöglicht.
Es scheint weiterhin, daß die Konsistenz der Parameterwerte n und des Koeffizienten Dij eine unabhängige Bestätigung der Hypothese bildet, derzufolge der Parameter n eine entscheidende Rolle bei der Entstehung eines Klangeindrucks spielt.
Sommaire
On s'est proposé de démontrer que les changements de timbre d'un groupe choisi de sons complexes sont en relation directe avec la perception des changements d'un paramètre n qui caractérise la forme de l'enveloppe spectrale des sons dits «idéaux». Dans l'hypothèse qu'il soit permis de procéder dans l'investigation sur le timbre des sons complexes d'une manière analogue à la recherche sur la sonie et la tonie, on a estimé les seuils différentiels pour des sons complexes d'égales hauteurs et intensités.
On envisage trois méthodes de calcul du paramètre n pour chaque son complexe extrait d'un groupe choisi (groupe de sons complexes dont le spectre présente l'allure générale d'une décroissance de l'amplitude aux fréquences croissantes).
A partir de cela et en s'appuyant sur des observations expérimentales, on a établi un processus à choix pour déterminer la méthode la plus appropriée. C'est celle qui permet d'attribuer au paramètre n une valeur telle qu'un son complexe idéal qui aurait le même n serait celui dont le timbre serait le plus proche du timbre du son testé.
Ceci indique qu'il est possible de classer des sons complexes par le fait de leur assigner comme représentants des sons idéaux appropriés. Les paramètres de l'enveloppe du son idéal constituent par conséquent les caractéristiques quantitatives de l'enveloppe des sons complexes réels, laquelle est donc apte à fournir une estimation quantitative du timbre d'un son complexe réel.
On vérifie pour conclure la compatibilité des valeurs du paramètre n et du coefficient Dij ce qui est une confirmation supplémentaire de l'hypothèse sur la rôle joué par le paramètre n dans la création de la sensation de timbre.
Three methods of calculating the parameter n are suggested for each complex tone out of a chosen group (group of complex tones in spectra of which there is a general tendency of amplitudes to decrease together with the increase of their frequency).
Subsequently, relying on experimental findings, a way of choosing the proper method is designated. It is the method which allows the fixing of such a value of parameter n, that ideal complex tone, having such a value of parameter n, is closest in respect of timbre to the investigated complex tone.
This indicates that it is possible to order complex tones by the way of assigning to them as their representation the appropriate ideal complex tones. The parameters of the ideal complex tone envelope serve, hence as the quantitative characteristics of the real complex tone envelope, which consequently enables quantitative estimation of the real complex tone timbre to be made.
Furthermore, it appears that the independent confirmation of hypothesis on the decisive role of parameter n in creating timbre sensation is the consistency of values of parameter n and the coefficient Dij .
Zusammenfassung
In dieser Arbeit soll gezeigt werden, daß Klangänderungen innerhalb einer ausgewählten Gruppe von Tonkomplexen direkt verknüpft sind mit der Wahrnehmung von Änderungen eines Parameters n, welcher die spektrale Einhüllende des sogenannten idealen Tonkomplexes kennzeichnet. Unter der Voraussetzung, daß der Klang von Tonkomplexen in analoger Weise wie die Lautheit und die Tonhöhe untersucht werden sollte, wegen Differenzschwellen des Parameters n für Tonkomplexe gleicher Lautheit und Tonhöhe abgeschätzt.
Es werden drei Methoden zur Berechnung des Parameters n für jeden Tonkomplex aus einer ausgewählten Gruppe von Tonkomplexen vorgeschlagen, in deren Spektren eine allgemeine Tendenz abnehmender Amplituden mit wachsender Frequenz herrscht.
Auf der Grundlage experimenteller Befunde wird sodann eine bestimmte Methode als besonders geeignet ausgewählt. Es ist diejenige, mit der ein Wert des Parameters n so festgelegt werden kann, daß der Klang eines idealen Tonkomplexes mit diesem Parameterwert dem des zu beurteilenden Tonkomplex am nächsten kommt.
Dies zeigt, daß man Tonkomplexe durch die Art und Weise ordnen kann, in der man ihnen passende ideale Tonkomplexe zuordnet. Die Parameter des idealen Tonkomplexes dienen daher als quantitative Kennzeichen des realen Tonkomplexes, was folglich eine quantitative Abschätzung des Klanges realer Tonkomplexe ermöglicht.
Es scheint weiterhin, daß die Konsistenz der Parameterwerte n und des Koeffizienten Dij eine unabhängige Bestätigung der Hypothese bildet, derzufolge der Parameter n eine entscheidende Rolle bei der Entstehung eines Klangeindrucks spielt.
Sommaire
On s'est proposé de démontrer que les changements de timbre d'un groupe choisi de sons complexes sont en relation directe avec la perception des changements d'un paramètre n qui caractérise la forme de l'enveloppe spectrale des sons dits «idéaux». Dans l'hypothèse qu'il soit permis de procéder dans l'investigation sur le timbre des sons complexes d'une manière analogue à la recherche sur la sonie et la tonie, on a estimé les seuils différentiels pour des sons complexes d'égales hauteurs et intensités.
On envisage trois méthodes de calcul du paramètre n pour chaque son complexe extrait d'un groupe choisi (groupe de sons complexes dont le spectre présente l'allure générale d'une décroissance de l'amplitude aux fréquences croissantes).
A partir de cela et en s'appuyant sur des observations expérimentales, on a établi un processus à choix pour déterminer la méthode la plus appropriée. C'est celle qui permet d'attribuer au paramètre n une valeur telle qu'un son complexe idéal qui aurait le même n serait celui dont le timbre serait le plus proche du timbre du son testé.
Ceci indique qu'il est possible de classer des sons complexes par le fait de leur assigner comme représentants des sons idéaux appropriés. Les paramètres de l'enveloppe du son idéal constituent par conséquent les caractéristiques quantitatives de l'enveloppe des sons complexes réels, laquelle est donc apte à fournir une estimation quantitative du timbre d'un son complexe réel.
On vérifie pour conclure la compatibilité des valeurs du paramètre n et du coefficient Dij ce qui est une confirmation supplémentaire de l'hypothèse sur la rôle joué par le paramètre n dans la création de la sensation de timbre.
Document Type: Research Article
Publication date: 01 April 1984
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