JPH067325B2 - 操作データ制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は、ベンダー、モジューレーションホイール、チ
ューニングボリューム、テンポボリューム、ポルタメン
トスピードボリューム等の操作子から出力をＡ／Ｄ変換
し、その変換出力によって電子楽器等の電子機器の各種
動作を制御するようにした操作子付電子楽器に関するも
のである。

［従来技術］ 従来、電子機器、例えば電子楽器において、チューニン
グボリューム、テンポボリューム、ポルタメントスピー
ドボリューム等の操作子からの出力を、適当なサンプリ
ング周期でＡ／Ｄ変換し、その変換出力に基づいて、電
子楽器の各種動作を制御するような事が行なわれてい
る。

［従来技術の問題点］ しかしながら、Ａ／Ｄ変換器の出力特性によって、最小
ビット（ＬＳＢ）の１／２以内の範囲でＡ／Ｄ変換変換
出力は常に変化し、あるいはまたそれ以上のノイズが加
わる事によってもＡ／Ｄ変換出力はより変化してしま
い、例えばＭＩＤＩ（Musical Instrument Digital Int
erface）等の外部の指定信号により、操作子の状態と関
係なく上記チューニングやテンポ等が設定されている
時、上記ノイズによって操作子の変動操作の検出が誤っ
てなされると、ＭＩＤＩによる外部の指定がリセットさ
れてしまい、操作子の位置に応じた値が突然出力されて
しまうという問題点があった。

また、ノイズを除去する為に、何回かＡ／Ｄ変換出力の
平均をとったり、今回のＡ／Ｄ変換出力の平均値との差
分値がある程度以上越えた時のみ、今回の平均値を有効
とする様な手法が行なわれていた。

しかしながら、前者の場合は、当然の事ながら、サンプ
リング周期が結果的に遅くなってしまい、操作子を高速
に動かした時に追従でぎず、滑らかな機能が得られない
という問題がある。逆にサンプリング周期を高速にすれ
ばよいが、ＣＰＵ（中央処理装置）の操作子に対する処
理時間が多くなり、他の処理に弊害が出てきてしまう可
能性が高い。

また、後者の場合は、ノイズに対しては対処できるが、
逆に、前記差分値がノイズに対して強くなりうる値以
上、即ちノイズの最大値以上でないと、操作子を操作し
たにもかかわらず、変化したと見なされない場合があ
り、特にゆっくりと動かした場合に、階段状に変化し
て、なめらかでなくなるという欠点があった。

［発明の目的］ この発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、その
目的とするところは、ノイズの影響を受けにくく、且つ
操作子の変化に追従して電子機器によって設定される種
々のデータが滑らかに変化するようにした操作データ制
御装置を提供することにある。

［発明の要点］ この発明は上記目的を達成するため、操作子からの今回
のデジタルデータと前回算出した第１平均値データとを
平均してあらたな第１平均値データとし、またこの第１
平均値データと前回の第２平均値データとを比較してそ
の差分値が特定値を越えていたとき、前記あらたな第１
平均値データと第２平均値データとを平均してあらたな
第２平均値データとし、この第２平均値データに所定の
演算を行い、その演算結果に基づいて電子機器の各種動
作を制御するようにしたことを要点とするものである。

［発明の基本構成］ 第１図はこの発明の基本構成を説明する図である。図中
１は、ピッチベンダー（もしくはモジュレーションホイ
ール、チューニングホイール、テンポボリューム、ポル
タメントタイムボリューム）の機能をもつ操作子で、そ
の出力はＡ／Ｄ変換器２によって所定のサンプリング周
期でデジタルデータに変換され、制御部３のＩＮレジス
タ３０１にセットされる。なお、この制御部３はＣＰＵ
（中央処理装置）等から成る回路である。

前記制御部３内のＡＶＥ１レジスタ３０２には後述する
第１平均値データがセットされており、而してこの第１
平均値データと前記ＩＮレジスタ３０１にセットされて
いる前記デジタルデータとは共に第１平均演算手段３０
６に供給され、この手段３０６によって両データは平均
され、あらたな第１平均値データとされる。

またこのあらたな第１平均値データは前記ＡＶＥ１レジ
スタ３０２にセットされると共に、第１比較判断手段３
０７および第２平均値演算手段３０８に夫々供給され
る。

一方、特定値レジスタ３０３には特定値「２」がプリセ
ットされており、第１比較判断手段３０７に供給してい
る。またＡＶＥ２レジスタ３０４には後述する第２平均
値データがセットされており、第１比較判断手段３０６
および第２平均値演算手段３０８にその第２平均値デー
タを供給する。

第１比較判断手段３０７は、前記第１平均値データと第
２平均値データとを比較してその差分値が前記特定値
「２」より大か否かを判断し、その判断結果信号を第２
平均値演算手段３０８に印加する。そしてこの第２平均
値演算手段３０８は、前記差分値が「２」より大のとき
に限り、前記第１平均値データと第２平均値データとを
平均してあらたな第２平均値データを算出し、これをＡ
ＶＥ２レジスタ３０４にセットするとともに演算手段３
０９に送出する。

この演算手段３０９は、前記あらたな第２平均値データ
に対し第４図のｆ(x)に示す操作子１の可動範囲と変位
量に応じた出力が得られるような所定の演算を行い、こ
の演算結果を第２比較判断手段３１０に送出する。

この第２比較判断手段３１０にはＤＡＴＡレジスタ３０
５からの前回の演算結果も与えられており、第２比較判
断手段３１０は、この前回の演算結果に対し今回のあら
たな演算結果と異なるか否かを判断し、異なればあらた
な演算結果を制御手段（ＯＵＴレジスタ）３１１に送出
する。

制御手段３１１は与えられるあらたな演算結果に応じて
音楽的効果、チューンニング、テンポ、ポルタメントス
ピードの制御を行うべく、制御データを楽音生成部４等
に送出して放音楽音をコントロールする。

［実施例の構成］ 次に本発明をチューニング制御に適用した実施例につい
述べる。

第２図は、操作子付電子楽器のシステム構成図であり、
上述したように操作子１の移動変位量は可変抵抗器を通
じて検出され、この変位量レベルはＡ／Ｄ変換器２でデ
ジタルデータに変換され、制御部３で上述の演算、判断
等の処理がなされ、その演算結果データが楽音生成部４
に送られ、チューニング制御が行われる。この制御部３
の演算処理はメモリ５に記憶されたプログラムに基づい
て行われる。

また鍵盤６からの鍵操作に応じたキーコードは制御部３
によって楽音生成部４に与えられ、上述の演算結果デー
タに応じたチューニングレベルの楽音信号が生成され、
Ｄ／Ａ変換器７でアナログ信号に変換されてミキサー
９、アンプ１０を介しスピーカ１１より放音される。ス
イッチ部１２で指定されたワルツ、ロック等のリズム指
定データは制御部３によって、リズム音源１３に与えら
れ、該当するリズムパターンデータに基づいたデジタル
のリズム音信号が出力してＤ／Ａ変換器８を介して上記
ミキサー９に与えられ、上記楽音信号とミキシングされ
て、アンプ１０を介しスピーカ１１より放音される。

［実施例の動作］ 次に本実施例の動作につき、第３図のフローチャートを
参照して実際にチューニングを行う場合を例にとって説
明する。

操作子１から取り込まれ、制御部３で処理され楽音生成
部４に送られる演算結果データを基にしたチューニング
ピッチデータは、第５図に示すように合計１６ビットか
らなり、その下位６ビットは半音未満のピッチを示す△
ＰＩＴＣＨ部、また上位１０ビット（うち有効データは
７ビット）はスケールコードを夫々示している。

いま、操作子１を第４図の太矢印で示す０〜２５５の目
盛の「９」と「１０」の間に静止させておくと、第１平
均値データ、第２平均値データともに「９」となり、演
算結果データは第４図のｆ(x)に基づいて「３４」に落
ち着くことになる。

この場合、入力デジタルデータは操作子１の位置が
「９」と「１０」の間であるにもかかわらず「９」であ
り、切り捨てが行なわれて、デジタルデータの１／２Ｌ
ＳＢ以内のノイズが除去される。

ここで、操作子１を「１２」と「１３」の間まで動かす
と、入力デジタルデータは「１２」となり、これが制御
部３のＩＮレジスタ３０１にプリセットされ（ステップ
Ａ１）、上記ＡＶＥ１レジスタ３０２からの「９」の第
１平均値データとの平均値「１０．５」の小数点以下の
切り捨て値「１０」が新たな第１平均値データとして算
出され、上記ＡＶＥ１レジスタ３０２にプリセットされ
る（ステップＡ２）。そして、この新たな第１平均値デ
ータ「１０」が上記ＡＶＥ２レジスタ３０４からの
「９」の第２平均値データより大きく、その差が特定値
「２」を越えないことを判別すると、変化がまだ少ない
として演算結果データを変更する処理はなされない（ス
テップＡ３、Ａ４）。

こうして、特定値「２」で指定された１／２ＬＳＢ以上
のノイズの除去が行われる。すなわち、変化の差分値が
特定値「２」を越えないかぎり、演算結果データしいて
はチューニングピッチデータは変更されないから、操作
子１からの入力デジタルデータが、第４図点線矢印及び
鎖線矢印に示すように、チューニングピッチデータはふ
らつかないことになるし、第４図に示すようにＭＩＤＩ
等の外部の指定信号により「９６」のチューニングピッ
チデータが設定されていたとしても、これが誤って「３
４」又は「３５」にリセットされてしまうこともない。

次いで、さらに操作子１を動かして、第１平均値データ
を「１３」まで大きくすると（ステップＡ１、Ａ２）、
今度は、第２平均値データとの差が特定値「２」を越え
るため（ステップＡ３、Ａ４）、この新たな第１平均値
データ「１３」と上記第２平均値データ「９」との平均
値「１１」が新たな第２平均値データとして算出され上
記ＡＶＥ２レジスタ３０４にプリセットされ（ステップ
Ａ５）、第４図の式ｆ(x)に基づいて第４図点線矢印及
び鎖線矢印に示すようにｆ（１１）＝３４．７……の小
数点以下を切り捨てた「３４」の演算結果データが算出
されるが（ステップＡ８）、この演算結果データ「３
４」は前回の演算結果データ「３４」と全く同じである
ため、やはり演算結果データを変更する処理はなされな
い（ステップＡ９）。

そして、さらに操作子１を動かして、第２平均値データ
の方を「１２」まで大きくすると（ステップＡ１〜Ａ
５）、ｆ（１２）＝３５．０……となり、前回の「３
４」の演算結果データと異なる「３５」の演算結果デー
タが算出されるため（ステップＡ８、Ａ９）、この演算
結果データ「３５」はＯＵＴレジスタ３１１へ送られ
て、この「３５」に応じたチューニングピッチデータ
「２３₁₆」が作成されて楽音生成部４へ送られ、それに
応じた楽音の放音が行われるとともに、演算結果データ
「３５」はＤＡＴＡレジスタ３０５にプリセットされる
（ステップＡ１０、１１）。ここで「２３₁₆」の₁₆は１
６進数の数値であることを示すもので、変動幅の上下限
は「２０₁₆」「６０₁₆」であり、最大５０セントすなわ
ち半音分上下動可能である。

また、逆に操作子１をチューニングピッチデータを減少
させるように変位させた場合でも、同様にして第１平均
値データと第２平均値データの差分値が特定値「２」を
越えれば、第１平均値データと第２平均値の平均値を新
たな第２平均値とする（ステップＡ６、Ａ７）。この場
合、第１平均値データは減少していくから、新たな第２
平均値データ算出にあたっては、前回の第２平均値デー
タと第１平均値データとの平均値に＋１して小数点以下
を切り捨てる処理がなされる。

そして、上述の場合、入力デジタルデータに対し、２回
も前回の値との平均値をとっているため、入力デジタル
データが急激に変化しても、その急峻さが緩和されて滑
らかな機能が得られるとともに、逆に入力デジタルデー
タがゆっくりと変化しても、その出力は１ビット単位で
とらえられるからやはり滑らかな機能が得られる。

なお、前記実施例は、チューニングコントロールを例に
あげて説明したが、テンポ、ポルタメントタイム、モジ
ューレーション、ピッチベンダー等に適用してもよく、
演算式ｆ(x)は第４図に示す式以外のものでもよく、算
出平均値は、相加平均値以外に相乗平均値等でもよい。

［発明の効果］ この発明は以上詳細に説明したように入力データをデジ
タル化して細かい値の変化をカットしたり、特定値以上
の変化がないと設定値を変えないようにしたり、演算結
果データに一定の幅をもたせて小さな値の変化を吸収す
るようにしたりしたので、ノイズやふらつきの影響を受
けにくくなる。特に、本発明を電子楽器に適用した場
合、音楽的に安定した演奏を行うことができるととも
に、ＭＩＤＩ等の外部指定信号により、操作子の位置と
は関係ない状態でチューニング等の設定がなされていた
場合、操作子からの入力データがふらついて、変位操作
の検出が誤ってなされ外部からのデータが不用意にリセ
ットされることがなくなる。さらに本発明においては、
操作子からのデジタルデータに対し、２回も前回の値と
の平均値をとっているため、入力データが急激に変化し
てもその急峻さが緩和されるとともに、逆に入力データ
がゆっくりと変化しても、その出力は１ビット単位でと
らえられるから、ゆっくりとした操作子の操作に対して
も極めて滑らかに追従できる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本構成図、第２図は操作子付電子楽
器の全体回路図、第３図は操作子からの入力データより
演算結果を算出する処理のフローチャートの図、第４図
は演算結果データの算出例を示す図、第５図は演算結果
によって変化されるチューニングピッチデータの内容を
示す図である。 １……操作子、２……Ａ／Ｄ変換器、３……制御部、４
……楽音生成部、５……メモリ、１１……スピーカ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外部操作に対応したデジタルデータを出力
   する操作子と、 この操作子からの今回のデジタルデータと前回算出した
   第１平均値データとを平均し、新たな第１平均値データ
   を算出する第１平均値算出手段と、 この第１平均値データと前回算出された第２平均値デー
   タとを平均し、新たな第２平均値データを算出する第２
   平均値算出手段と、 前記第１平均値算出手段にて算出された新たな第１平均
   値データと、前記第２平均値算出手段にて前回算出され
   た第２平均値データとを比較し、両データの差分値が特
   定値を超えたか否かを判断し、特定値を超えたときにの
   み前記第２平均値算出手段を動作させて新たな第２平均
   値データを算出させるとともに、特定値を超えていない
   ときは前回算出された第２平均値データを出力させる比
   較判断手段と、 前記第２平均値算出手段にて算出された第２平均値デー
   タに対し所定の演算を行い、その演算結果に基づいた制
   御データを出力する演算手段と、 を具備したことを特徴とする操作データ制御装置。