JP2005135525A - 記録再生装置、記録再生方法、及び記録再生プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 大容量のデータに対して、データの高速転送を行うことを目的とする。
【解決手段】 光ディスクにデータを記録する記録再生方法において、前記光ディスクにおけるデータ記録領域を、第１の領域と第２の領域とに分割し、前記第１の領域に前記データのディレクトリ情報を記録し、前記第２の領域に予め設定されるエクステント長に基づいて前記データ本体を記録することにより、上記課題を解決する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、記録再生装置、記録再生方法、及び記録再生プログラムに係り、特に光ディスク、磁気ディスク等の記録メディアに関連し、ハイビジョン等の高いデータレートを必要とするアプリケーション及び１ファイル当たりの容量が大きいデータにおいて、データの高速転送を実現するための記録再生装置、記録再生方法、及び記録再生プログラムに関する。

従来、光ディスク等への記録データは、記録する際にエクステントの単位で記録再生を行っている。ここで、エクステントとはセクタの集まりのことである。この場合、エクステントの長さは、記録メディアの空き状況により様々な長さをとることになる。具体的なエクステントの構造は、記録開始セクタ番号とセクタ長からなり、記録開始セクタ番号はファイルのデータがどのセクタ番号から記録されるかを記録し、セクタ長は何セクタが連続して記録されているかを記録する。

また、一般的なファイルフォーマットにおけるディレクトリとファイルは、区画されたレイアウトとなっているが、ディレクトリとファイルで領域の区別は行っていない。

ここで、上述のファイルフォーマットについて図を用いて説明する。図１は、従来のファイルフォーマットにおける区画レイアウトの一例を示す図である。また、図１に示した区画レイアウトに格納するファイル・ディレクトリ構成を図２に示す。図２の構成は、ルートディレクトリ（ｒｏｏｔ）にファイル（ｆｉｌｅ１）とサブディレクトリ（ｄｉｒ１）を記録し、サブディレクトリにファイル（ｆｉｌｅ２）が格納されていることを示している。

図１に示すファイルフォーマットは、まず予め設定された位置に割り当てられるＰａｒｔｉｔｉｏｎ Ｄｅｓｃｒｉｐｔｏｒ領域に存在するｒｏｏｔを読み込み、このディレクトリの中にファイル（ｆｉｌｅ１）とサブディレクトリ（ｄｉｒ１）があることを認識する。その後、サブディレクトリ（ｄｉｒ１）の内容を読み込み、このサブディレクトリの中にファイル（ｆｉｌｅ２）が存在することを認識する。

また、図１に示すファイルシステムは、ディレクトリＦＥ（Ｆｉｌｅ Ｅｎｔｒｙ）、ＦＩＤ（Ｆｉｌｅ Ｉｄｅｎｔｉｆｅｒ）、ファイルデータが一連の論理セクタ領域に混在している。

ここで、ＦＥとは、ディレクトリが管理するファイル又はサブディレクトリの情報のことであり、ＯＳＴＡ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）が策定した光ディスクメディア用のファイルフォーマットであるＵＤＦ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｄｉｓｋ Ｆｏｒｍａｔ）で規定される１つのファイル又はディレクトリの実体を示す情報である。また、ＦＩＤは、ＵＤＦで規定される１つのディレクトリエントリ情報である。例えば、ディレクトリの下に３０個のファイルが存在するとき、「３０エントリのディレクトリ情報を持つ」というような表現をする。

また、図１に示す区画レイアウトにおいて、Ｐａｒｔｉｔｉｏｎ Ｄｅｓｃｒｉｐｔｏｒ領域は、未割付空間ビットマップのエクステントが１つだけ指定されている。Ｓｐａｃｅ Ｂｉｔｍａｐは、Ｐａｒｔｉｔｉｏｎ Ｄｅｓｃｒｉｐｔｏｒ領域における未割付空間ビットマップが示す全ての論理セクタの空き状況を管理する。

更に、従来のファイルフォーマットでは、ルートディレクトリＦＥがＦＩＤの格納位置を特定し、ＦＩＤが夫々のファイルデータが存在するファイルのＦＥの位置を特定し、ＦＥ内のｅｘｔｅｎｔがファイルデータ本体の格納領域を特定する。また、図１に示すようにｆｉｌｅ１のファイルデータは、１つの領域に格納されているが、ｆｉｌｅ２のファイルデータは、分割して格納されている。この場合、分割されたファイルデータ（部分データ）毎にｅｘｔｅｎｔが存在する。

ところで、図１に示すような従来のファイルフォーマットからなるファイルシステムでは、ディレクトリＦＥ、ＦＩＤ、ファイルデータが一連の論理セクタ領域に混在している。このため、ディレクトリ及びファイルの記録や削除等を繰り返した場合、空き領域の細分化が発生し一連のファイルデータが分断化され易い。また、連続的なデータ転送速度が遅くなり、高速記録再生の性能劣化を引き起こしてしまう。したがって、ハイビジョン映像等、高速な記録再生性能を必要とするアプリケーションを記録再生する場合には問題が生じる。

このような問題に対応するファイルシステムとして、ファイルへのアクセスをキーにしてユーザが定義した処理を行う技術がある（例えば、特許文献１参照。）
特許文献１では、ユーザが処理を定義するためのＡＰＩ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｐｒｏｇｒａｍ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を備え、オペレーティングシステム（ＯＳ）上で動作させることにより、ファイルシステムがアプリケーションに依存することなくを実行することができる。これにより、データの増加により設定した領域内に収まらない場合に、新たに拡張メタデータ領域を確保し、その間をリンクすることによって拡張メタデータ領域の拡大を実現している。
特開２００３−１５０４２４号公報

しかしながら、特許文献１に記述されたファイルシステムは、アプリケーションに依存しないことを特徴としているため、アプリケーションが必要とする記録再生時のリアルタイム性等については考慮されていない。したがって、アプリケーションによっては、例えば記録媒体の記録再生性能は十分であってもファイルシステムの性能によってアプリケーションに不適当となる場合がある。

また、図１に示した従来のファイルフォーマットの場合、大きな容量のファイルを記録する場合に、図１のｆｉｌｅ２のように格納位置がバラバラになり記録再生時のシークが発生するため、記録再生時の高速なデータ転送を行うことができない。

本発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであり、記録再生時における高速な転送速度を実現することができる記録再生装置、記録再生方法、及び記録再生プログラムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本件発明は、以下の特徴を有する課題を解決するための手段を採用している。

請求項１に記載された発明は、光ディスクにデータを記録する記録再生装置において、前記光ディスクにおけるデータ記録領域を、第１の領域と第２の領域とに分割してフォーマットするフォーマット手段と、前記第１の領域に前記データのディレクトリ情報を記録し、前記第２の領域に前記データ本体を記録する記録手段と、前記第２の領域に記録する前記データ本体のエクステント長を設定する設定手段とを有し、前記記録手段は、前記設定手段により得られるエクステント長に基づいて、前記データ本体を記録することを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、データのディレクトリ領域とデータ本体とのデータの格納領域を分割し、設定したエクステント長に基づいてデータ本体を記録することにより、データ本体がバラバラに記録されることを抑止し、記録再生時のシーク時間を削減することができる。これにより、大容量のファイルサイズのデータに対して高速転送を行うことができる。また、記録、消去を繰り返してもファイルが細かく分断化されることがない。

請求項２に記載された発明は、前記設定手段は、前記光ディスクにハイビジョン画像データをリアルタイムで連続記録可能な最短のエクステント長に基づいてエクステント長を設定することを特徴とする。

請求項２記載の発明によれば、効率的にエクステント長を設定することができる。ハイビジョン画像データを用いた大容量のファイルに対して連続記録処理を行い、エクステント長を設定することにより、連続記録時のエラーの発生を防止することができ、高速なデータの記録を実現することができる。

請求項３に記載された発明は、前記設定手段は、前記光ディスクに予め記録されたハイビジョン画像データを連続再生可能な最短のエクステント長に基づいてエクステント長を設定することを特徴とする。

請求項３記載の発明によれば、効率的にエクステント長を設定することができる。ハイビジョン画像データを用いた大容量のファイルに対して連続記録処理を行い、エクステント長を設定することにより、連続再生時のエラーの発生を防止することができ、リアルタイムなデータの再生を実現することができる。

請求項４に記載された発明は、記録手段は、前記第１の領域の先頭に前記データのディレクトリ情報に含まれるディレクトリ記録域管理情報を記録することを特徴とする。

請求項４記載の発明によれば、第１の領域に格納されているディレクトリ情報を１ＥＣＣ（Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔ Ｃｏｄｅ）ブロックとしてアクセスすることができる。ここで、ＥＣＣブロックとは、１つのエラー訂正符号で括られるデータの単位である。これにより、高速なファイルのアクセスが実現できる。

請求項５に記載された発明は、光ディスクにデータを記録する記録再生方法において、前記光ディスクにおけるデータ記録領域を、第１の領域と第２の領域とに分割し、前記第１の領域に前記データのディレクトリ情報を記録し、前記第２の領域に予め設定されるエクステント長に基づいて前記データ本体を記録することを特徴とする。

請求項５記載の発明によれば、データのディレクトリ領域とデータ本体とのデータの格納領域を分割し、設定したエクステント長に基づいてデータ本体を記録することにより、データ本体がバラバラに記録されることを抑止し、記録再生時のシーク時間を削減することができる。これにより、大容量のファイルサイズのデータに対して高速転送を行うことができる。また、記録、消去を繰り返してもファイルが細かく分断化されることがない。

請求項６に記載された発明は、前記第２の領域に前記データ本体を記録する場合、前記光ディスクにハイビジョン画像データをリアルタイムで連続記録可能な最短のエクステント長、又は、前記光ディスクに予め記録されたハイビジョン画像データを連続再生可能な最短のエクステント長に基づいて、前記データ本体を記録することを特徴とする。

請求項６記載の発明によれば、設定したエクステント長に基づいてデータ本体を記録することにより、データ本体がバラバラに記録されることを抑止し、記録再生時のシーク時間を削減することができる。これにより、大容量のファイルサイズのデータに対して高速転送を行うことができる。また、記録、消去を繰り返してもファイルが細かく分断化されることがない。

請求項７に記載された発明は、光ディスクにデータを記録する記録再生処理をコンピュータに実行させるための記録再生プログラムにおいて、前記光ディスクにおけるデータ記録領域を、第１の領域と第２の領域とに分割してフォーマットするフォーマット処理と、前記第１の領域に前記データのディレクトリ情報を記録し、前記第２の領域に前記データ本体を記録する記録処理と、前記第２の領域に記録する前記データ本体のエクステント長を設定する設定処理とを有し、前記記録処理は、前記設定処理により得られるエクステント長に基づいて、前記データ本体を記録することを特徴とする。

請求項７記載の発明によれば、データのディレクトリ領域とデータ本体とのデータの格納領域を分割し、設定したエクステント長に基づいてデータ本体を記録することにより、データ本体がバラバラに記録されることを抑止し、記録再生時のシーク時間を削減することができる。これにより、大容量のファイルサイズのデータに対して高速転送を行うことができる。また、記録、消去を繰り返してもファイルが細かく分断化されることがない。また、実行プログラムをコンピュータにインストールすることにより、容易にファイルフォーマットを実現することができる。

本発明によれば、大容量のファイルサイズのデータに対して、データの高速転送を行うことができる。

＜本発明の概要＞
本発明は、オリジナルフォーマットのファイルシステムを構築する。そのために記録する単位となるエクステント長をアプリケーションの記録再生速度性能にあわせて設定する。

具体的には、ファイル本体のデータの記録（書き込み）に際して、１つのエクステントが予め設定された長さ以上になるよう設定する。更に、ディレクトリとファイルとの記録領域を分割して格納されるようファイルフォーマットの区画レイアウトを設定することで、編集等によりデータの記録再生を繰り返す場合でも一連のファイルデータが分断化されずに連続的なデータ転送速度を維持する。

本発明を好適に適用できるシステムとして、例えばハイビジョン映像のような大きな容量を有するファイルのリアルタイム記録再生を可能とするファイルシステムがある。

ここで、本発明におけるファイルシステムの区画レイアウトについて図を用いて説明する。図３は、本発明のファイルフォーマットにおける区画レイアウトの一例を示す図である。また、図３に示す区画レイアウトに格納するファイル・ディレクトリ構成は図２に示したものと同様である。

図３に示すファイルシステムは、ディレクトリとファイルとの記録領域を夫々ディレクトリ記録域（第１の領域）とファイル記録域（第２の領域）とに分割している。図３において、Ｐａｒｔｉｔｉｏｎ Ｄｅｓｃｒｉｐｔｏｒ領域には、ディレクトリ記録域未割付空間ビットマップと、ファイル記録域未割付ビットマップとを有している。

ディレクトリ未割付ビットマップは、ディレクトリＦＥ及びＦＩＤ列を記録する領域に対応する未割付空間ビットマップのエクステント（記録開始セクタ番号と空間ビットマップのバイト数）を指定するためのフィールドである。また、ファイル記録域未割付空間ビットマップは、ファイルＦＥ及びファイルデータを記録する領域に対応する未割付空間ビットマップのエクステントを指定するためのフィールドである。なお、上述の空間ビットマップは、Ｎｅｗ Ｓｐａｃｅ Ｂｉｔｍａｐ Ｄｅｓｃｒｉｐｔｏｒにて記録する。

ここで、Ｎｅｗ Ｓｐａｃｅ Ｂｉｔｍａｐ Ｄｅｓｃｒｉｐｔｏｒは、記録域管理情報として、記述子タグと、管理単位ブロックのセクタ数と、ビット数と、バイト数と、ビットマップとを有している。

記述子タグは、ＩＤ等によりデータの内容を識別するためのタグである。管理単位ブロックのセクタ数は、空間ビットマップの１ビットにて管理されるセクタ数を指定する。ＵＤＦ２．０１規格で定義されるＳｐａｃｅ Ｂｉｔｍａｐ Ｄｅｓｃｒｉｐｔｏｒでは、１ビットで管理するセクタ数は１セクタ固定だったため、ファイルデータが最悪１セクタ単位で分割される可能性がある。本発明では、管理単位ブロックのセクタ数を大きくすることでファイルデータの最小分割セクタ数を大きくすることができる。また、このセクタ数は、後述するエクステント長の設定手順により設定される。

また、ビット数は、ビットマップテーブルの有効なビットの個数を指定する。バイト数は、ビットマップテーブルのバイトの個数を指定する。更に、ビットマップは、ファイルフォーマット領域中の各々の管理単位ブロックに対するビットを指定する。ここで、例えば、ビットが０の場合が当該セクタ領域は、使用中であり、１ならば未使用であると表現する。例えば、１ＭＢのファイルを書き込んだ場合、書き込んだセクタに対応するビットを使用中（１）にする。つまり、このビットマップの値を参照することにより、どのセクタが使用中であるか、又は空いているかを把握することができる。

また、図３においては、ディレクトリ記録域管理用のＮｅｗ Ｓｐａｃｅ Ｂｉｔｍａｐ Ｄｅｓｃｒｉｐｔｏｒ領域の管理単位ブロックのセクタ数を１とし、ファイル記録域管理用のＮｅｗ Ｓｐａｃｅ Ｂｉｔｍａｐ Ｄｅｓｃｒｉｐｔｏｒ領域の管理ブロックのセクタ数を６４としている。そのため、ファイルデータが分割された場合でも６４セクタ以下に分割されることはない。このように、ファイル記録域管理用のブロックのセクタ数を予め大きく設定することにより、例えば図３に示すｆｉｌｅ２のように、図１と比較してファイルの分断化が抑止される。このため、大容量のファイルサイズのデータに対してデータの高速転送を実現することができる。

ここで、ディレクトリ記録域データの一括アクセスについて、光ディスクをハイビジョン映像のための記録メディアとして使用する場合、記録されるファイル数、ディレクトリ数は、数個〜数十個程度となる。このような使用状況においては、図３に示すディレクトリ記録域内のＮｅｗ Ｓｐａｃｅ Ｂｉｔｍａｐ及び各ディレクトリのＦＥとこれに記録されるＦＩＤを一括してアクセスすることで記録再生の高速化を図ることができる。

そこで、本発明のファイルシステムでは、後述するデータキャッシュ機能を利用することにより、ＥＣＣ（Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔ Ｃｏｄｅ）ブロック単位でのデータ入出力を行うことができる。ここで、ＥＣＣブロックとは、１つのエラー訂正符号で括られるデータの単位であり、通常光ディスクでは複数のセクタで１ＥＣＣブロックを構成する。

また、ディレクトリ記録域管理用のＮｅｗ Ｓｐａｃｅ Ｂｉｔｍａｐ（ディレクトリ記録域管理情報）をＥＣＣブロック先頭セクタに配置することで、ディレクトリ情報であるＮｅｗ Ｓｐａｃｅ Ｂｉｔｍａｐ、ルートディレクトリＦＥ、及びディレクトリＦＥを１ＥＣＣブロックとしてアクセスすることができる。

ここで、上述の内容について図を用いて説明する。図４は、ディレクトリ記録域におけるＥＣＣブロック構成例を示す図である。図４において、ＥＣＣブロックの先頭にはＮｅｗ Ｓｐａｃｅ Ｂｉｔｍａｐが配置されており、次に、ルートディレクトリＦＥとサブディレクトリＦＥは１４個配置されている。ここで、各ＦＥには、ＦＩＤ列が直接割り付けとしてＦＥ内に埋め込まれている。

図４に示すように１ＥＣＣブロック長が１６セクタのセクタ長と同一である場合、ルートディレクトリを含め最大１５ディレクトリまで１ＥＣＣブロックとすることができる。また、Ｎｅｗ Ｓｐａｃｅ Ｂｉｔｍａｐのビット数（ディレクトリ記録域のセクタ数）は、セクタ長から２８バイトを減じた値（セクタサイズ−２８）以下に設定することで、Ｎｅｗ Ｓｐａｃｅ Ｂｉｔｍａｐを１セクタのみの使用とすることができる。ここで、上述の２８バイトは、Ｎｅｗ Ｓｐａｃｅ Ｂｉｔｍａｐを管理するための構造体のバイト数を示している。例えば、１セクタのサイズが２０４８バイトであるとすると、Ｎｅｗ Ｓｐａｃｅ Ｂｉｔｍａｐのビット数を２０４８−２８＝２０２０バイト以下とすることで、Ｎｅｗ Ｓｐａｃｅ Ｂｉｔｍａｐの合計サイズを２０４８バイト以下にすることができ、１セクタ内に収まるため空間ビットマップの記録されたセクタを高速にアクセスすることができる。

また、ＦＩＤのバイト数は、管理情報＋ファイル名の長さ分を割り当て、ＦＥのバイト数は、管理情報＋ファイルデータ分又はディレクトリデータ分を割り当てる。

更に、他の割り当て方法として、ＦＩＤの中にある使用者が任意に設定できる領域（Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ Ｕｓｅ）を利用して、データの優先度や属性を設定し、設定した内容に基づいてＦＩＤを管理することができる。これにより、大容量となる映像ファイルや音声ファイル等と、ファイルサイズが小さいテキストファイル等を区別して管理することができる。

これにより、ハイビジョン等の高いデータレートを必要とするアプリケーション及び１ファイル当たりの容量が大きいデータの転送速度を高速にし、記録再生時のデータのリアルタイム性を実現することができる。

＜エクステント長の設定＞
次に、本発明のファイルフォーマットにおけるエクステント長を設定するまでの処理の流れについてフローチャートを用いて説明する。図５は、エクステント長を設定するまでの処理手順を示す一例のフローチャートである。

まず、エクステント長をＮ（Ｎ：１以上の整数）セクタと設定する（Ｓ０１）。次に、例えばハイビジョンのような大容量の画像データの高速な連続記録を必要とするアプリケーションを用いて連続記録処理を行い（Ｓ０２）、連続記録処理が正常に終了したかを判断する（Ｓ０３）。ここで，連続記録処理とは、ハイビジョン画像データをリアルタイムで取りこぼしなく記録することである。例えば、入力の映像フレーム数と記録された映像フレーム数とを比較することにより連続記録処理が正常に記録されているかを判断することができる。

連続記録処理が正常に終了しなかった場合（Ｓ０３において、ＮＯ）、設定したエクステント長Ｎを１セクタ増加して（Ｓ０４）、Ｓ０２のアプリケーションによる連続記録処理を行い、再度連続記録処理が正常に終了したかを判断する。つまり、連続記録処理が正常に終了するまでＳ０２〜Ｓ０４のステップを繰り返し行う。

上述のステップにおいて、連続記録処理が正常に終了した場合（Ｓ０３において、ＹＥＳ）、記録したデータの内容等から連続再生が必要なデータであるかを判断する（Ｓ０５）。

連続再生が必要でない場合（Ｓ０５において、ＮＯ）、現時点のエクステント長Ｎを最短エクステント長として設定する（Ｓ０６）。また、連続再生が必要である場合（Ｓ０５において、ＹＥＳ）、アプリケーションによる連続再生処理を行い（Ｓ０７）、連続再生処理が正常に終了したかを判断する（Ｓ０８）。

連続再生処理が正常に終了しなかった場合（Ｓ０８において、ＮＯ）、Ｎの値に１を増加して（Ｓ０９）、Ｓ０６のアプリケーションによる連続再生処理を行い、再度連続再生処理が正常に終了したかを判断する。つまり、連続再生処理が正常に終了するまでＳ０７〜Ｓ０９のステップを繰り返し行う。

また、連続再生処理が正常に終了した場合（Ｓ０８において、ＹＥＳ）、現時点のエクステント長Ｎを最短エクステント長として設定する（Ｓ１０）。

このように、エクステント長をアプリケーションに対応させて設定することにより、ハイビジョン映像のような大容量データのリアルタイムな記録再生を可能とする。

なお、基本的には、１ファイルのデータは連続した領域に書き込まれるのでエクステントの数は１つであるが、同時に複数のファイルの書き込みを行った場合やファイルの記録と削除を繰り返すことにより連続した空き領域が存在しない場合には、エクステントの数は複数になる。

＜データキャッシュ機能＞
次に、上述したデータキャッシュ機能について説明する。本発明のファイルシステムにおいて、記録再生を実現するファイルシステムドライバは、上述したようにデータアクセスの高速化のためにメモリ等によるデータキャッシュ機能を有する。また、本機能は、レジストリ設定にてデータキャッシュ機能の有効／無効及びキャッシュサイズを設定することができる。

ここで、ファイルシステムは、標準で２ＭＢのデータキャッシュを保持しており、キャッシュに存在する光ディスクメディアのセクタデータは、実際にメディアにアクセスすることなく高速なリードが可能となる。データキャッシュは、１６セクタ（ＥＣＣ）単位のキャッシュページを数十ページ、合計２ＭＢ保持しており、ＬＲＵ（Ｌｅａｓｔ Ｒｅｃｅｎｔｌｙ Ｕｓｅｄ）方式で管理されている。

また、１ページ／１６セクタのキャッシュページについても個々のセクタにキャッシュデータが存在する場合としない場合があり、存在する場合は「有効」となり、個々のセクタにキャッシュデータが存在しない場合は「無効」になる。

また、キャッシュメモリは、ＥＣＣブロック毎に分割管理し、分割されたＥＣＣＣブロック単位でメディアへの入出力を行う。また、全てのキャッシュメモリデータブロックに対して、書き込みの要否、及びセクタ毎のキャッシュデータの有効／無効等の管理情報をＬＲＵ方式にて管理する。

＜セクタリード＞
次に、本発明におけるファイルフォーマットからのセクタリード時（再生時）の動作内容について、フローチャートを用いて説明する。図６は、本発明におけるセクタリード時の動作内容を示す一例のフローチャートである。図６において、ファイルをリードする場合は、まずファイルに対応するデータブロックがメモリ等にキャッシュされているかを判断する（Ｓ１１）。データブロックがキャッシュされている場合（Ｓ１１において、ＹＥＳ）、データブロックの読み出し（リード）と保持を行い（Ｓ１２）、後述するＳ１９の処理を行う。また、データブロックがキャッシュされていない場合（Ｓ１１において、ＮＯ）、キャッシュ内の当該セクタデータが有効であるかを判断する（Ｓ１３）。

キャッシュ内の当該セクタデータが有効である場合（Ｓ１３において、ＹＥＳ）、キャッシュメモリデータブロック内の当該セクタデータの読み出しを行う（Ｓ１４）。また、後述するＳ１９の処理を行う。

また、キャッシュ内の当該セクタデータが有効でない場合（Ｓ１３において、ＮＯ）、当該キャッシュメモリデータブロックの書き込みが不要であるかを判断する（Ｓ１５）。当該キャッシュメモリデータブロックの書き込みが不要である場合（Ｓ１５において、ＹＥＳ）、データブロックの読み出しと保持を行い（Ｓ１６）、後述するＳ１９の処理を行う。また、当該キャッシュメモリデータブロックの書き込み不要でない場合（Ｓ１６において、ＮＯ）、データブロックの読み出しと保持とを行い（Ｓ１７）、更に当該キャッシュメモリデータブロックにある無効セクタ部にマージして、メディアに書き込みを行う（Ｓ１８）。

上述のＳ１２、Ｓ１４、Ｓ１６、又はＳ１８のステップが終了後、セクタデータを出力して処理を終了する（Ｓ１９）。

＜セクタライト＞
次に、セクタライト時（記録時）の動作内容についてフローチャートを用いて説明する。図７は、セクタライト時の動作内容を示す一例のフローチャートである。図７において、ファイルのセクタライトを行う場合は、まず、ファイルに対応するデータブロックがキャッシュされているかを判断する（Ｓ２１）。データブロックがキャッシュされている場合（Ｓ２１において、ＹＥＳ）、後述のＳ２９のステップを行う。また、データブロックがキャッシュされていない場合（Ｓ２１において、ＮＯ）、ＬＲＵ方式に基づきキャッシュメモリに格納されるデータブロックの中から最古のデータブロックに対して、メディアへの書き込みが不要であるかを判断する（Ｓ２２）。

最古のキャッシュメモリデータブロックがメディアへの書き込みが不要である場合（Ｓ２２において、ＹＥＳ）、当該キャッシュメモリデータブロックを対象データブロック用に割り当てる（Ｓ２３）。その後、後述するＳ２９の処理を行う。また、最古のキャッシュメモリデータブロックの書き込みが不要でない場合（Ｓ２２において、ＮＯ０）、当該キャッシュメモリデータブロックの全セクタデータが有効であるかを判断する（Ｓ２４）。

当該キャッシュメモリデータブロックの全セクタデータが有効である場合（Ｓ２４において、ＹＥＳ）、当該キャッシュメモリデータブロックの内容をメディアに書き込んだ後、対象データブロック用に割り当てを行う（Ｓ２５）。その後、後述するＳ２９の処理を行う。また、当該キャッシュメモリデータブロックの全セクタデータが有効でない場合（Ｓ２４において、ＮＯ）、対象のデータブロックの読み出しを行う（Ｓ２６）。次に、当該キャッシュデータの無効セクタ部にマージし（Ｓ２７）、メディアに書き込んだ後、対象のデータブロックの割り当てを行う（Ｓ２８）。

次に、Ｓ２１のステップにおいてＹＥＳ、又はＳ２３、Ｓ２５、Ｓ２８の何れかのステップが終了後、データを保存して処理を終了する（Ｓ２９）。

なお、実際にデータを保存（記録）する場合は、上述したように予め設定されるエクステント長に基づいてデータの保存を行う。また、セクタライト時の処理においてバッファフラッシュが必要となった場合は、全ての書き込みが必要なキャッシュメモリデータブロックについてメディアへの書き込みを行う。

また、本発明のファイルフォーマットにおいて、ある格納領域に対しディレクトリ又はファイルを上書きする場合はＦＥが上書きされる。また、ＦＩＤは、ファイル名、ディレクトリ名が変更した場合、又はファイルの隠し属性を設定又は解除した場合等に上書きされる。

上述したようなセクタリード、セクタライトの動作を行うことにより、記録、消去を繰り返してもファイルが細かく分断化されることがない。これにより、大容量のファイルサイズのデータに対してデータの高速転送を実現することができる。

＜記録再生装置＞
次に、上述した本発明のファイルフォーマットを適用した実施の形態について図を用いて説明する。図８は、本発明を適用した記録再生装置の一構成例を示す図である。図８の記録再生装置７０は、非圧縮映像再生装置７１と、映像圧縮・非圧縮装置７２と、光ディスクエミュレータ７３と、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）７４とを有するよう構成されている。

ここで、光ディスクエミュレータ７３は、仮想光ディスクをハードディスク（記録装置）内に想定して、本ファイルシステムを擬似的に光ディスクドライブをエミュレートするものである。

非圧縮映像再生装置７１は、非圧縮な映像信号を再生する。映像圧縮・非圧縮装置７２は、非圧縮映像再生装置７１により出力される映像信号を圧縮して光ディスクエミュレータ７３に出力する。また、モニタ７５に映像信号を出力することもできる。更に、光ディスクエミュレータ７３から入力する圧縮された映像信号を非圧縮してモニタ７５に出力する。光ディスクエミュレータ７３は、ＨＤＤ７４に圧縮映像を蓄積するが、その際、ＨＤＤ７４に対して上述した本発明におけるファイルフォーマットを設定する機能を有する。また、上述したエクステント長の設定や、セクタリード、セクタライトの各機能も有する。

＜光ディスクエミュレータハードウェア構成＞
ここで、上述した光ディスクエミュレータ７３は、専用の装置構成により本発明における機能を有することもできるが、上述した機能をコンピュータに実行させることができる実行プログラム（記録再生プログラム）を生成し、例えば、汎用のパーソナルコンピュータ、ワークステーション等に記録再生プログラムをインストールすることにより本発明が実現可能となる。

ここで、本発明が実現可能なコンピュータのハードウェア構成例について図を用いて説明する。図９は、本発明における光ディスクエミュレーションが実現可能なハードウェア構成の一例を示す図である。

図９におけるコンピュータ本体には、映像信号入出力装置８１と、表示装置８２と、ドライブ装置８３と、ＨＤＤ８４と、メモリ装置８５と、各種制御を行うＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）８６と、ネットワーク接続装置８７とを有するよう構成されており、これらはシステムバスＢで相互に接続されている。

映像信号入出力装置８１は、映像圧縮・非圧縮装置７２からの映像信号を入力し、また、ＨＤＤ８４に映像信号を出力する。表示装置８２は、本発明を適用した光ディスクエミュレーションを行うためのコンピュータ本体を操作するのに必要な各種設定ウィンドウ画面やデータ等をＣＰＵ８６が有する制御プログラムにより表示する。

ここで、本発明において、コンピュータ本体にインストールされる実行プログラムは、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体８８等により提供される。プログラムを記録した記録媒体８８は、ドライブ装置８３にセット可能であり、記録媒体８８に含まれる実行プログラムが、記録媒体８８からドライブ装置８３を介してＨＤＤ８４にインストールされる。

ＨＤＤ８４は、ハードディスク等のストレージ手段であり、本発明における実行プログラムや、コンピュータに設けられた制御プログラム等を蓄積し必要に応じて入出力を行うことができる。なお、図７におけるＨＤＤ７４をＨＤＤ８４とすることもできる。また、ここでは図示していないが、受信映像データ保存用とエミュレータ用の２つのＨＤＤを有する。

メモリ装置８５は、ＣＰＵ８６により読み出される実行プログラムを格納する。また、上述のデータキャッシュ機能を実現するためのメモリ領域である。

ＣＰＵ８６は、オペレーティングシステム（ＯＳ）等の制御プログラム、メモリ装置８５により読み出され格納されている実行プログラムに基づいて、各種演算や各ハードウェア構成部とのデータの入出力等、コンピュータ全体の処理を制御して、上述したファイルフォーマットの設定、エクステント長の設定、セクタリード、セクタライトの各処理を実現することができる。プログラムの実行中に必要な各種情報は、ＨＤＤ８４から取得することができ、また格納することもできる。

ネットワーク接続装置８７は、通信ネットワーク等と接続することにより、実行プログラムを通信ネットワークに接続されている他の端末等から取得したり、プログラムを実行することで得られた実行結果又は本発明における実行プログラム自体を他の端末等に提供することができる。

上述したようなハードウェア構成により、特別な装置構成を必要とせず、低コストで高精度な光ディスクのエミュレーションを実現できる。

＜ソフトウェア構成＞
次に、上述の光ディスクエミュレータが備えるソフトウェア構成について、図を用いて説明する。図１０は、光ディスクエミュレータが備えるソフトウェア構成の一例を示す図である。

図１０に示すソフトウェア構成例は、アプリケーション側に、ビデオコントロールツール９１と、エミュレーションパラメータ設定ツール９２とを有している。また、ＯＳ側に、ＯＳカーネル９３と、映像入出力ドライバ９４と、映像入出力ボード９５と、ＯＳ標準ファイルシステム９６と、Ｄｉｓｋドライバ９７と、ＨＤＤ９８と、オリジナルフォーマットファイルシステム９９と、光ディスクエミュレートドライバ１００と、エミュレーション用ＨＤＤ１０１とを有するよう構成されている。ここで、エミュレーション用ＨＤＤ１０１は、擬似光ディスクとして、記録再生を行うものである。また、上述の各構成要素における動作やデータの送受信等はＣＰＵ８６により制御される。

ビデオコントロールツール９１は、ＯＳカーネル９３を介して映像入出力ドライバ９４により、映像入出力ボード９５に入力される映像データをＨＤＤ９８又はエミュレーション用ＨＤＤ１０１に記録及び記録されている映像データを映像入出力ボード９５から出力するためのアプリケーションプログラムである。これにより、エミュレートされる光ディスクドライブが映像データの入出力に適用可能であるかの評価を行うことができる。また、ビデオコントロールツール９１の具体的な機能としては、映像データ録画機能、映像データ再生機能、ドライブアクセス速度測定機能等がある。

映像データ録画機能は、リアルタイムに入力される映像データをＨＤＤ９８又は擬似光ディスクであるエミュレーション用ＨＤＤ１０１に保存するための機能である。ここでは、上述のセクタライト処理を行う。書き込みの結果として、入力された映像フレーム数と実際に書き込まれた映像フレーム数からドロップフレーム（書き込みもれのフレーム）の有無を表示装置８２により表示する。

また、映像データ再生機能は、ＨＤＤ９８又はエミュレーション用ＨＤＤ１０１に保存されている映像データを映像入出力ボード９５に対してリアルタイムに出力する。ここでは、上述のセクタリード処理を行う。読み出しの結果として、出力された映像フレーム数と実際に読み出した映像フレーム数からドロップフレームの有無を表示装置８２に表示する。また、ドライブアクセス速度測定機能は、擬似光ディスクドライブを含む任意のドライブ装置のデータリード及びデータライト速度を測定するものであり、測定の結果として、データリード及びデータライト夫々の時間あたりのデータ転送量を表示装置８２に表示する。

エミュレーションパラメータ設定ツール９２は、擬似光ディスクのメディアやドライブのパラメータを設定するアプリケーションプログラムである。当該パラメータを変更することで、様々なメディアドライブ装置を擬似動作させることができる。なお、オリジナルフォーマットファイルシステム９９及び光ディスクエミュレートドライバ１００は、エミュレーションパラメータ設定ツール９２にて設定されたパラメータにしたがって動作する。

また、エミュレーションパラメータ設定ツール９２の具体的な機能としては、光ディスクメディアパラメータ設定機能、光ディスクドライブパラメータ設定機能、ファイルシステムパラメータ設定機能等がある。ここで、ファイルシステムパラメータ設定機能には、設定されたパラメータにしたがって擬似光ディスクメディア（エミュレーション用ＨＤＤ１０１）をフォーマットする機能を含む（フォーマット手段）。更に、エミュレーションパラメータ設定ツール９２は、上述したエクステント長の設定を行う（設定手段）。

光ディスクメディアパラメータの設定内容としては、メディアサイズ（最小半径、最大半径）や記録単位（セクタ長、ＥＣＣブロック長）、記録方式、記録密度等を設定する。また、光ディスクドライブパラメータの設定内容としては、記録
時アクセス（アクセス方式、ＣＡＶ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ａｎｇｕｌａｒ Ｖｅｌｏｃｉｔｙ）回転数、ＣＬＶ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｌｉｎｅａｒ Ｖｅｌｏｃｉｔｙ）線速度等）、再生時アクセス（アクセス方式、ＣＡＶ回転数、ＣＬＶ線速度等）、ピックアップ移動特性（定速時速度、加速度、位置決め収束時間）等を設定することができる。更に、ファイルシステムパラメータの設定内容としては、ファイルフォーマット（ＵＤＦ、オリジナルフォーマット（図３に示す区画レイアウトのフォーマット））、オリジナルフォーマットパラメータ（ディレクトリ記録領域セクタ数、ファイル記録域単位ブロックセクタ数）等を設定することができる。

なお、設定する際には、表示装置８２に表示された設定画面を用いて設定を行う。また、設定されたパラメータはファイルに保存してＨＤＤ等に蓄積し、必要に応じてファイルからの読み出しを行うことができる。

オリジナルフォーマットファイルシステム９９は、ハイビジョンテレビ画像データの入出力に特化したオリジナルフォーマットに対応するファイルシステムドライバである。オリジナルフォーマットファイルシステム９９は、本システムにて独自に規定するファイルフォーマットにて、擬似光ディスクへのファイルデータの読み出し（セクタリード）及び書き込み（セクタライト）を行うものである（再生手段、記録手段）。

光ディスクエミュレートドライバ１００は、Ｄｉｓｋドライバ９７と、オリジナルフォーマットファイルシステム９９との仲立ちをするフィルタドライバであり、本ドライバは、エミュレーションパラメータ設定ツール９２にて設定されたパラメータにしたがって、光ディスクの擬似動作を実施する。

具体的には、光ディスクエミュレートドライバ１００は、ＣＰＵ８６によるデータ入出力要求に対して、ＨＤＤ９８、エミュレーション用ＨＤＤ１０１に対するアクセス処理を行うが、このとき対象の光ディスクでのアクセス所要時間を算出し、この所要時間にて処理が完了するようにウエイト処理を行ってから要求に対応する応答を返す。また、上述のアクセス情報をメモリ装置８５に順次記録しておき、これを別途ファイル出力するようにする。

また、ＯＳ標準ファイルシステム９６は、図１に示すようなファイルフォーマットにより、Ｄｉｓｋドライバ９７を仲介して、ＨＤＤ９８に映像データの記録再生を行う。ＨＤＤ９８のファイルシステムとしては、例えばＮＴＦＳ（ＮＴ Ｆｉｌｅ Ｓｙｓｔｅｍ）やＦＡＴ（Ｆｉｌｅ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ Ｔａｂｌｅ）等が利用される。

上述したような構成を用いてＨＤＤ９８とエミュレーション用ＨＤＤ１０１とを用いて仮想光ディスクのエミュレータを実現することができる。

＜実測結果＞
次に、上述の本発明を適用した光ディスクエミュレータによる実測値について図を用いて説明する。図１１は、本発明を適用した光ディスクエミュレータの実測結果を示す一例の図である。図１１において、ＯＤＦは、本発明を適用したオリジナルディスクフォーマットである。入力データは、ＨＤＣＡＭストリーム信号を用いたリアルタイムな記録（録音）処理をエミュレートした結果である。また、図１１において、横軸は回転速度（倍速値）を示し、縦軸はデータ転送速度（Ｍｂｐｓ）を示している。つまり、図１１はディスク回転速度と連続的なデータ転送速度との関係を示している。図１１に示すように、従来のＵＤＦフォーマットの場合は，データ転送速度が１００Ｍｂｐｓを超えることは困難であるが、ＯＤＦフォーマットを使用することにより、２７０Ｍｂｐｓのデータ転送速度を得ることができる。

上述したように本発明によれば、データ本体がバラバラに記録されることを抑止することができるため、記録・再生時のシークタイムを削減することができる。これにより、大容量のファイルサイズのデータに対して、データの高速転送を行うことができる。また、記録、消去を繰り返してもファイルが細かく分断化されることがなく、更にファイルサイズの小さなものに対してもデータの高速転送を維持することができる。

以上本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。

従来のファイルフォーマットにおける区画レイアウトの一例を示す図である。 区画レイアウトに格納されるファイル・ディレクトリ構成の一例を示す図である。 本発明のファイルフォーマットにおける区画レイアウトの一例を示す図である。 ディレクトリ記録域におけるＥＣＣブロック構成例を示す図である。 エクステント長を設定するまでの処理手順を示す一例のフローチャートである。 本発明におけるセクタリード時の動作内容を示す一例のフローチャートである。 セクタライト時の動作内容を示す一例のフローチャートである。 本発明を適用した記録再生装置の一構成例を示す図である。 本発明における光ディスクエミュレーションが実現可能なハードウェア構成の一例を示す図である。 光ディスクエミュレータが備えるソフトウェア構成の一例を示す図である。 本発明を適用した光ディスクエミュレータの実測結果を示す一例の図である。

符号の説明

７０ 記録再生装置
７１ 非圧縮映像再生装置
７２ 映像圧縮・非圧縮装置
７３ 光ディスクエミュレータ
７４，８４，９８ ＨＤＤ
８１ 映像信号入出力装置
８２ 表示装置
８３ ドライブ装置
８５ メモリ装置
８６ ＣＰＵ
８７ ネットワーク接続装置
８８ 記録媒体
９１ ビデオコントロールツール
９２ エミュレーションパラメータ設定ツール
９３ ＯＳカーネル
９４ 映像入出力ドライバ
９５ 映像入出力ボード
９６ ＯＳ標準ファイルシステム
９７ Ｄｉｓｋドライバ
９９ オリジナルフォーマットファイルシステム
１００ 光ディスクエミュレートドライバ
１０１ エミュレーション用ＨＤＤ

Claims (7)

1. 光ディスクにデータを記録する記録再生装置において、
   前記光ディスクにおけるデータ記録領域を、第１の領域と第２の領域とに分割してフォーマットするフォーマット手段と、
   前記第１の領域に前記データのディレクトリ情報を記録し、前記第２の領域に前記データ本体を記録する記録手段と、
   前記第２の領域に記録する前記データ本体のエクステント長を設定する設定手段とを有し、
   前記記録手段は、前記設定手段により得られるエクステント長に基づいて、前記データ本体を記録することを特徴とする記録再生装置。
2. 前記設定手段は、
   前記光ディスクにハイビジョン画像データをリアルタイムで連続記録可能な最短のエクステント長に基づいてエクステント長を設定することを特徴とする請求項１に記載の記録再生装置。
3. 前記設定手段は、
   前記光ディスクに予め記録されたハイビジョン画像データを連続再生可能な最短のエクステント長に基づいてエクステント長を設定することを特徴とする請求項１又は２に記載の記録再生装置。
4. 前記記録手段は、
   前記第１の領域の先頭に前記データのディレクトリ情報に含まれるディレクトリ記録域管理情報を記録することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の記録再生装置。
5. 光ディスクにデータを記録する記録再生方法において、
   前記光ディスクにおけるデータ記録領域を、第１の領域と第２の領域とに分割し、
   前記第１の領域に前記データのディレクトリ情報を記録し、
   前記第２の領域に予め設定されるエクステント長に基づいて前記データ本体を記録することを特徴とする記録再生方法。
6. 前記第２の領域に前記データ本体を記録する場合、前記光ディスクにハイビジョン画像データをリアルタイムで連続記録可能な最短のエクステント長、又は、前記光ディスクに予め記録されたハイビジョン画像データを連続再生可能な最短のエクステント長に基づいて、前記データ本体を記録することを特徴とする請求項５に記載の記録再生方法。
7. 光ディスクにデータを記録する記録再生処理をコンピュータに実行させるための記録再生プログラムにおいて、
   前記光ディスクにおけるデータ記録領域を、第１の領域と第２の領域とに分割してフォーマットするフォーマット処理と、
   前記第１の領域に前記データのディレクトリ情報を記録し、前記第２の領域に前記データ本体を記録する記録処理と、
   前記第２の領域に記録する前記データ本体のエクステント長を設定する設定処理とを有し、
   前記記録処理は、前記設定処理により得られるエクステント長に基づいて、前記データ本体を記録することを特徴とする記録再生プログラム。
   

Images