Designing Sound

582
Mammals
Model
The resulting model is a set of filters, each of which corresponds to a section
of the tract and its resonance. The collective result of these is a formant with
several poles and zeros. Peaks are denoted
F
1
,
F
2
, and so forth. For speech
synthesis the filters can be dynamically changed in frequency and resonance to
mimic the changing articulation of the vocal tract. Speech synthesis was first
done this way using electrical LCR filters (Klatt model) and later turned to
digital methods.
Method
We can use cascades and parallel forms of resonant bandpass filters. Vocal cord
sources will be variations on pulse generators to provide control over width
and clustering. All vocal and creature sounds obviously require extensive use of
dynamic filters. In speech synthesis the problem is how to control these filters
to model elaborate tract articulations, but for animal sounds we can use cruder
control gestures.
DSP Implementation
Two short examples follow, one to make animal sounds and one to make human
vowels.
Animal Sounds
Figure 52.2
“Flapping” waveshaper.
An elaborate pulse source shown in figure 52.2
looks a bit like a regular 1
/
(1 +
kx
2
) waveshaper
with the
cord width
inlet controlling the pulse
width. However, notice the additional cosine func-
tion running in parallel at the top. This is perform-
ing a modulation with the other cosine to produce
a packet of cycles shaped nicely at each lobe. The
first cosine is raised above 0 and behaves like a win-
dowing function on the second one. Because the
line (scaled by
cord ripple
) produces a higher
frequency containing more cycles it increases the
number of pulses per glottal click and changes
the spectrum. After shaping to obtain unipolar
pulses of controllable width, some noise is mod-
ulated by the signal and then mixed in to provide
a noisy component. The
noisiness
inlet cross-
fades between pulses and modulated noise. Nar-
row pulses with lots of ripple and some noise give
a harsh, gritty, snarling excitation, whereas wide
pulses with little or no ripple and noise give a
smooth, humming source.

---