Сравнение "тона" музыкальных инструментов в MATLAB

Я пытаюсь найти способ сравнить сходство коротких 500 миллисекундных записей с использованием MATLAB одной и той же ноты, воспроизводимой на разных инструментах.

вдаваясь в детали по этой конкретной теме: я студент музыки, которому была дана задача объективно определить тон различных современных низких духовых инструментов, чтобы определить, какой инструмент должен заменить устаревший "ophicleide"или басовый горн. Сначала я использовал визуальное сравнение спектрографа it и 6 другие инструменты, но этот подход слишком субъективен.

Я записал все инструменты с тем же микрофоном, оборудованием, уровнями усиления и теми же нотами. По этой причине я считаю, что сигналы достаточно похожи, чтобы использовать инструменты MATLAB.

Я считаю, что сравнения fft это будет самый точный расчет. Сначала я попробовал корреляцию freq-домена и протестировал разные сегменты одного и того же тона (eu и eu2 будучи переменные)

>> corr(abs(fft(eu)),abs(fft(eu2)))
ans = 0.9963

что является шагом в правильном направлении, но я, кажется, получаю противоположный результат, когда сравниваю разные сигналы: (euphonium и ophicleide звучат почти одинаково)

>> corr(abs(fft(eu)),abs(fft(ophi)))  
ans =   0.5242

euphonium и бас-кларнет звучат совершенно по-разному, но это показывает более высокую корреляцию

>> corr(abs(fft(eu)),abs(fft(basscl)))   
ans = 0.8506

я попробовал нормализованную максимальную формулу величины перекрестной корреляции, которую я нашел в интернете, но я получаю те же результаты

>> norm_max_xcorr_mag = @(x,y)(max(abs(xcorr(x,y)))/(norm(x,2)*norm(y,2))); x =eu2; y = eu; norm_max_xcorr_mag(x,y)
ans =   0.9638

I получите аналогичный результат при сравнении других образцов

 >> norm_max_xcorr_mag = @(x,y)(max(abs(xcorr(x,y)))/(norm(x,2)*norm(y,2))); x = eu; y = basscl; 
ans = 0.6825

по сравнению с

>> norm_max_xcorr_mag = @(x,y)(max(abs(xcorr(x,y)))/(norm(x,2)*norm(y,2))); x = eu; y = ophi; norm_max_xcorr_mag(x,y)
ans = 0.3519

эуфониум и бас-кларнет (basscl) имеют совершенно другой звук и совершенно разные гармонические ряды, но эти формулы показывают более тесную корреляцию, чем эуфониум и офиклеид, частотные полосы которых выглядят почти как идентичное совпадение.

Я обеспокоен тем, что эти корреляции показывают корреляцию истинного тона (я играю в то же самое Примечание На всех этих инструментах, но офиклеид может быть не настроен до 1 Гц), он также может учитывать фазу или даже общую амплитуду.

кто-нибудь знает лучший четкий метод сравнения пропорций гармонических обертонов этих сложных сигналов?

или я лаю не на то дерево?