Comment distinguer qu'une même note provient de deux instruments différents ?

On a enregistré une même note de musique, jouée d'abord par un violon, puis par une guitare. Comment fait-on pour identifier, à l'oreille, qu'il s'agit de deux instruments différents ?

Les représentations temporelles des signaux enregistrés pour le violon (à gauche) et pour la guitare (à droite) sont données ci-dessous. On vérifie que les deux signaux ont des périodes égales, mais les allures des motifs élémentaires (leur forme, leur aspect) diffèrent. 

Le signal produit par le violon est plus riche, plus complexe à reproduire, que le signal produit par la guitare, ce qui se traduit par une sonorité différente à l'oreille. On dit que les deux instruments n'ont pas le même timbre.