伦敦玛丽女王大学(QMUL)的科学家们通过一种新颖的方法来分析一种被称为颤音的常见音乐效果，使我们更接近于理解音乐体验。

颤音是在乐器或声乐表演中出现的音调上下振荡，目的是增加表现力，促进声音的投射，常用于歌剧中。一个时机恰当、执行优美的颤音可以极大地提高音符的音质，并在听者中引起强烈的情感反应。

振动分析的新方法，发表在数学与音乐杂志，首次描述了滤波器对角化方法(FDM)在音乐信号处理中的使用。该技术起源于量子物理学，被用于研究分子动力学和核磁共振。

来自昆士兰理工大学电子工程与计算机科学学院(EECS)数字音乐中心的项目主管兼合著者Elaine Chew教授说:“我们现在离理解音乐交流的机制、表演者引入音乐的细微差别以及背后的逻辑又近了一步。”

该技术能够从非常细的信息片段中检测和估计特征，在振动分析中尤其方便，并允许研究人员以比以前更高的精度分析音乐信号。

振动的频率通常为每秒4到8个周期，周期为每周期125-250毫秒。音高向上或向下弯曲的程度可高达半个半音。由于震动发生得如此之快，标准的技术需要一个相对较大的窗口来分析音乐信号，到目前为止还难以准确地捕捉到它们的特征。

“最初开发FDM算法是为了高效和有效地探索原子和分子的复杂量子动力学共振。尽管音乐信号与量子信号非常不同，但在数学上它们有很多相似之处，包括它们的共振特征，”来自QMUL电子工程和计算机科学学院(EECS)的项目共同主管和合著者Khalid Rajab博士说。“事实上，我们发现，因为它们随时间振荡，音乐信号中的谐波比它们的量子信号要复杂得多。”

这项研究来自一个模拟小提琴和二胡(一种两弦的中国小提琴)演奏差异的项目。

Chew说:“当用小提琴演奏二胡这样的民间乐器时，它缺乏原作的风格和表现力。”“这些差异的主要来源之一在于音符的阐述方式(用颤音)和乐器演奏家在音符之间转换的方式(使用portamentos)。我们感兴趣的是创造出能够帮助揭示这些差异的计算工具。”

该研究是第一作者、中国国家留学基金委博士候选人、EECS研究助理杨鲁伟博士项目的一部分。

“在二胡中，就像在小提琴演奏中一样，经常使用颤音来模仿人声的活泼和丰富的表现力，”热衷于弹奏二胡的杨说。当代二胡颤音风格深受小提琴技巧的影响，因此深入挖掘它们之间的差异是令人着迷的。”

研究人员希望这项新技术能帮助音乐家和音乐教师在追求完美的颤音时，帮助声音艺术家在音频制作中创造更自然的颤音效果，并使研究人员能够绘制出不同文化和时间的颤音使用的风格趋势。

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