声音三要素：频率、振幅、音色,音色如何进行数学描述?

声音三要素：频率、振幅、音色,音色如何进行数学描述?
第一次学声音三要素时就觉得奇怪,频率和振幅都好理解,但是音色是在是搞不清楚!怎么精确的描述它呢?频率有Hz,表示高音低音,振幅是声音大小,而音色太复杂,可以是钢琴,可以是鸟鸣,可以是说话,可以是交响乐,可以是噪音,如何确定?
也就是说，那么小小的耳机（或喇叭）能发出各种各样的声音也就很简单了，就是让喇叭按这个波形进行震动。但是，音色如何体现在波形上呢？