Cientistas da Queen Mary University of London (QMUL) estão nos aproximando da compreensão da experiência musical por meio de uma nova abordagem para analisar um efeito musical comum conhecido como vibrato.

Vibrato é a oscilação de cima para baixo na afinação introduzida durante a performance instrumental ou vocal, pretende adicionar expressividade e facilitar a projeção de som, e comumente usado na ópera. Um vibrato bem sincronizado e bem executado pode melhorar muito a qualidade do som de uma nota, e induzir fortes respostas emocionais no ouvinte.

A nova abordagem para análise de vibrato, publicado no Jornal de Matemática e Música , descreve pela primeira vez o uso do Método de Diagonalização do Filtro (FDM) no processamento de sinais musicais. A técnica tem origem na física quântica e é empregada no estudo da dinâmica molecular e da ressonância magnética nuclear.

"Estamos agora um passo mais perto de compreender a mecânica da comunicação musical, as nuances que os artistas introduzem na música, e a lógica por trás deles, disse a supervisora ​​do projeto e co-autora, Professora Elaine Chew, do Centro de Música Digital da Escola de Engenharia Eletrônica e Ciência da Computação (EECS) da QMUL.

A habilidade da técnica de detectar e estimar características de fragmentos muito finos de informação é particularmente útil na análise de vibrato e permite aos pesquisadores analisar sinais musicais com maior precisão do que antes.

Vibratos normalmente oscilam a uma taxa de 4-8 ciclos por segundo, ou com um período de 125-250 milissegundos por ciclo. O grau em que o tom é dobrado para cima ou para baixo pode ser de até meio semitom. Porque vibratos acontecem tão rapidamente, técnicas padrão que requerem uma janela comparativamente grande para analisar o sinal de música têm se esforçado até agora para capturar com precisão suas características.

"O algoritmo FDM foi desenvolvido inicialmente para explorar de forma eficiente e eficaz as complicadas ressonâncias quânticas dinâmicas de átomos e moléculas. Embora os sinais musicais sejam muito diferentes de seus equivalentes quânticos, matematicamente, eles compartilham muitas semelhanças, incluindo as características de suas ressonâncias, "disse o Dr. Khalid Rajab, co-orientador e co-autor do projeto pela Escola Superior de Engenharia Eletrônica e Ciência da Computação (EECS) da QMUL.

"Na verdade, nós achamos isso, porque eles oscilam com o tempo, os harmônicos em sinais musicais podem ser mais complicados de analisar do que seus equivalentes quânticos, "acrescentou. A pesquisa surgiu de um projeto para modelar as diferenças entre tocar violino e erhu, um violino chinês de duas cordas.

O professor Chew disse:"Quando a música para um instrumento folk como o erhu é tocada em um violino, falta-lhe as qualidades estilísticas e expressivas do original. Uma das principais fontes dessas diferenças está na forma como as notas são elaboradas (com vibrato) e na forma como os instrumentistas fazem suas transições entre as notas (usando portamentos). Estávamos interessados ​​em criar ferramentas de computação que pudessem ajudar a revelar essas diferenças. "

A pesquisa faz parte do projeto de doutorado de Luwei Yang, primeiro autor e candidato a doutorado do Conselho de Bolsas da China e Assistente de Pesquisa no EECS.

Yang, um ávido jogador de erhu disse:"Em erhu, como tocar violino, vibrato é freqüentemente empregado para imitar a vivacidade e expressividade colorida da voz humana. Estilos de vibrato erhu contemporâneos foram profundamente influenciados pelas técnicas de violino, por isso é fascinante aprofundar-se na caracterização das diferenças entre eles. "

Os pesquisadores esperam que a nova técnica ajude músicos e professores de música em sua busca para alcançar o vibrato perfeito, ajudar os artistas de som na criação de efeitos de vibrato de som mais natural na produção de áudio, e permitir aos pesquisadores mapear as tendências estilísticas no uso do vibrato em diferentes culturas e épocas.