JP2007305225A

JP2007305225A - ファイル記録方法及び装置

Info

Publication number: JP2007305225A
Application number: JP2006132447A
Authority: JP
Inventors: Yukinori Yamamoto; 行則山本
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2006-05-11
Filing date: 2006-05-11
Publication date: 2007-11-22
Also published as: US20070263526A1

Abstract

【課題】情報記録媒体に新たなキズや汚れ等が発生しても記録済みファイルを確実に再生することが可能なファイル記録方法及び装置を提供する。
【解決手段】ファイルを管理するファイル管理情報のうち、少なくともファイルの物理的な記録エリアを示す情報をデータエリアとスペアエリアに記録し、２つのエリアの情報に基づいてファイルを再生する。新たに欠陥等が生じた場合でも、File Entry即ち画像データの位置とサイズが２箇所に保持されているため、一方が失われても画像の再生が可能となる。また、欠陥により１箇所となったFile Entryを再びバックアップすることで以降の新たな欠陥にも対応可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、デジタル化された画像や音声等のファイルを光ディスク等の情報記録媒体に記録するファイル記録方法及び装置、特に、記録済みファイルを保護するための技術に関するものである。

近年、テープ媒体に代わってＣＤ−ＲＷやＤＶＤ−ＲＷといったリムーバブルな光ディスクが普及している。また、ＭＰＥＧ等のデータ圧縮技術の進歩と相まってデジタル化された画像や音声の記録を簡単に行えるようになってきている。更に、ＢＤ、ＨＤ−ＤＶＤといった大容量の光ディスクも策定されており、今後、更に高品質、長時間の記録が期待されている。

こういったリムーバブルな光ディスクの特長は、量産によって大幅な低価格化が期待できる点と長期間に渡って保存が可能な点である。ここでは、後者の特長、即ち、記録データの信頼性を確保する方法に着目する。

光ディスク上に記録されたデータには、強力なエラー訂正符号が付加されており、ランダムなエラーや多少のキズ、汚れによるバースト的なエラーがあっても再生が可能である。但し、ディスク製造時の欠陥と呼ばれるやや大きめな孔状のエラー或いはキズや汚れの程度によってはどうしても訂正しきれない領域が生じる。

このような場合に備えて、光ディスクの規格では欠陥管理或いは交替処理と呼ばれる機能が規定されている。

図８、図９を用いて交替処理の一例を説明する。図８に示すように光ディスクは内周側のLead-in、中央のData zone、外周側のLead-outという大きく３つのエリアに分かれている。このうち、Lead-inとLead-outはディスクの物理的な管理情報や制御情報用のエリアである。

Data zoneは、更にSpare AreaとUser Data Areaとに分かれている。Spare Areaは文字どおりデータ保護のための予備エリアであり、User Data Areaはユーザーが自由にデータを読み書きできるエリアである。

User Data Areaには論理セクタ番号（ＬＳＮ）が内周から順に割り振られており、last ＬＳＮの値でユーザーの使用できる容量が決められている。物理セクタ番号（ＰＳＮ）は、Lead-inからLead-outにかけて内周から順に割り振られ、ディスク上の物理的な位置を示している。ＬＳＮとＰＳＮは１対１に対応するが、Lead-in及びLead-outにはＬＳＮは割り振られない。

Lead-inとLead-outには、欠陥管理エリア（ＤＭＡ）が置かれ、その内容は図８に示すように欠陥位置と交替位置のＰＳＮのペアから成る一連のリストである。１行のＰＳＮのペアを欠陥リスト（ＤＦＬ）と呼んでいる。Statusについては後述する。ＤＭＡによる欠陥管理の対象はData zone内に限定される。従って、Lead-inやLead-outは自己の欠陥は保護されないため、２ヶ所（以上）繰り返し記録することで信頼性を確保する方法が採られている。

図９は交替処理の具体的な例を示す。図中の×印が欠陥位置を表しており、User Data AreaのＡとＢには訂正不能な欠陥があるため、Spare Areaに交替を行っている。ＡはＸで交替されているが、ＢはＹにも欠陥があるため次のＺに交替されている。この場合のＹに関するＤＦＬは図９の２行目で示され、statusでＹの位置に欠陥があり、交替エリアとして使用できないことを明示している。

このような交代処理がなされた状態でＬＳＮ＝ａやｂにデータを書く場合には、ＤＭＡを参照して実際のデータはそれぞれＸ、Ｚの位置に記録する。交替処理によりＬＳＮと対応するＰＳＮは変更する。

以上のように、光ディスクにおいてはエラー訂正できないような欠陥に対しても、データの信頼性を確保する手段が講じられている。なお、上述のようなファイル管理方法に関する技術は、例えば、特許文献１に記載されている。
特開２０００−３２２８３５号公報

従来の技術においては、記録をすべて終了し、ディスクを取り出した後で新たなゴミやキズにより欠陥ブロックが生じた場合には、再生できなくなる可能性がある。最近では、ベアディスクと呼ばれるケースの無いディスクが主流となっていることも、この危険性を高くしている原因である。

また、カムコーダ等の携帯型の機器においては、記録時の温度、湿度、振動等の外的な条件が厳しく、記録が万全に行われていない場合もあるため、記録直後には問題なく再生できても、時間を経ると再生できない場合もある。特に、ファイル管理情報が読み出せなくなると、ファイル自身に欠陥がなくてもファイルの読み出しが行えなくなるという問題がある。

この場合、市販のユーティリティーソフトを使えばファイルの救済を行うことも可能である。しかし、対応できるのは静止画ファイルのような記録エリアが一箇所に固まって存在している小ファイルに限られ、動画像ファイルのような多箇所に散らばって存在しているファイルの救済は困難であった。

本発明の目的は、情報記録媒体に新たなキズ等が発生しても記録済みファイルを確実に再生可能なファイル記録方法及び装置を提供することにある。

本発明は、ファイルを記録するためのデータエリアと交替処理のためのスペアエリアとを有する情報記録媒体にファイルを記録する方法において、ファイルを管理するファイル管理情報のうち、少なくともファイルの物理的な記録エリアを示す管理情報をデータエリアとスペアエリアに記録し、データエリアの管理情報とスペアエリアに記録した管理情報に基づいてファイルを再生する。

本発明においては、情報記録媒体に新たな欠陥が生じた場合でも、File Entry即ち画像データの位置とサイズが２箇所に保持されているため、一方が失われても画像の再生が可能となる。また、欠陥により１箇所となったFile Entryを再びバックアップすることで、以降の新たな欠陥にも対応が可能となる。

本発明によれば、情報記録媒体に新たにキズや汚れ等が発生しても記録済みファイルを確実に読み出すことができる。

次に、発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。本発明に係る記録再生装置の一実施形態の構成を図２に示す。

図中２０はカメラ等の画像入力装置及び表示パネル等の表示装置を有するカメラ部である。以下、総称してカメラ２０という。２１は画像、音声信号のＡＤ／ＤＡ変換を行う画像音声入出力回路、２２は画像音声や各種管理情報を保持するメモリ、２３は画像音声の圧縮伸長を行うＭＰＥＧＣＯＤＥＣである。

２４は記録時のエラー訂正符号付加と再生時のエラー訂正を行うエラー訂正処理回路、２５は信号の変復調等を行い、ディスク媒体２６に情報の記録或いは再生を行う記録再生処理回路である。ディスク媒体２６は光ディスク等である。２７は装置全体を制御するＣＰＵである。

まず、カメラ２０から入力された画像信号は、画像音声入出力回路２１でデジタル化され、メモリ２２に書き込まれる。メモリ２２上の画像データはＭＰＥＧＣＯＤＥＣ２３に読み出され、圧縮符号化されて再びメモリ２２に書き戻される。符号化された画像データはエラー訂正処理回路２４によりエラー訂正符号が付加され、記録再生処理回路２５により変調されてディスク媒体２６に記録される。

この時、書き込まれる画像データはファイルとして記録されるが、書き込まれる位置情報やサイズ情報等のファイル管理情報は、ＣＰＵ２７によりメモリ２２上に作成され、画像データとは別にディスク媒体２６に記録される。このファイル管理情報については後述する。

記録された画像データを再生する場合には、まず、ファイル管理情報が読み出され、画像ファイルの位置情報やサイズ情報を取得した後、記録時と丁度逆の経路でカメラ２０の表示パネルに表示される。

次に、ディスク媒体２６内の画像データを含む各種ファイルがどのように管理されているかを図３及び図４を用いて説明する。図３はディレクトリ構造の一例を示す。Rootディレクトリの下にMovie、Photo、Play Listといったサブディレクトリがあり、各サブディレクトリの下に幾つかのファイル群がある。

MovieディレクトリにあるＡＶ１、ＡＶ２は、例えば、ＭＰＥＧ方式等で圧縮した動画像ファイルであり、PhotoディレクトリのSnap１は、例えば、ＪＰＥＧ方式で圧縮した静止（写真）画像である。また、Play ListディレクトリのＰＬ１は、上記動画像や静止画像ファイルを用いた一種のシナリオであり、各ファイルの再生順序等を記述したファイルである。

図４はＡＶ１及びＡＶ２ファイルに関わる管理情報の参照関係を具体的に示す図である。光ディスクにおいては一般的にＵＤＦ（Universal Disk Format）と呼ばれるファイルシステム規格が用いられ、図４もＵＤＦ規格に準拠したものである。図中のａ〜ｊはＬＳＮを示しており、矢印で示す参照（ポインタ）はすべてＬＳＮを用いて行う。

図４を用いて例えばＡＶ１というＭＰＥＧファイルを再生する手順を説明する。まず、ａのFile Set Descriptorによりディスク全体の情報とRootディレクトリの位置を参照する。RootディレクトリはFile Entryと本体（Body）のペア（ｂ及びｃ）で構成され、本体はポインタにより参照する。続いて、サブディレクトリMovie（ｄ及びｅ）を参照し、最後にファイルＡＶ１（ｆ及びｉ）を参照する。

このようにＵＤＦにおいてはファイル或いはディレクトリはFile Entryと本体とが通常は離れた位置に記録され、File Entry 内に本体の位置とサイズを持つのが一般的である。また、ファイル名もFile Entry 内に記録される。ポインタを順にたどっていき最終的に得られたｉの位置のFile Extentが、ＭＰＥＧの画像データ本体であり、これを読み込んでＭＰＥＧデコーダ等に入力することで画像の再生が可能となる。

これに対し、ＡＶ２というファイルは本体がExtent#１とExtent#２（ｈ及びｊ）の２つの領域に分割して記録されており、これらの位置及びサイズの情報はｇの位置にあるFile Entryに記録されている。ファイルシステムにおいては、ファイルの削除や編集を可能とするため、このようにファイルが多数に分割されても管理できるような仕組みが用意されている。

ここで、上位からポインタをたどる経路のうち、どこが読めなくなってもファイルシステムは目的のファイルを参照できなくなるが、画像を再生するだけであれば、最低限ＭＰＥＧファイルの本体（ＡＶ１、ＡＶ２のExtent）の記録位置とサイズが分かればよい。従って、それらのFile Entry（ｆ及びｇ）に書かれた情報が最も重要であることが分かる。

以下、このFile Entry情報を保護するために、スペアエリアを利用する方法を図５に基づいて説明する。図５（ａ）はユーザデータエリアの情報、図５（ｂ）はスペアエリアの情報を示す。図５（ａ）はディスク媒体内にＮ個のＭＰＥＧファイルがあるとして、それぞれのFile Entryの記録位置を示している。アルファベットの小文字でＬＳＮを、大文字でＰＳＮを示す。

図５（ｂ）はスペアエリアの内容を示しており、太枠で囲んだ部分が保護のため追加した部分を示している。図５（ｃ）はＤＦＬの内容を示しており、やはり太枠で囲んだ部分が保護のため追加したリストである。

以下、本発明によるファイル保護のための記録方法の具体的な手順を図１を用いて説明する。まず、図１のＳ１でＤＦＬをディスク媒体２６からメモリ２２に読み込む。この時点のＤＦＬは図５（ｃ）の太枠部分が無い状態である。

次に、Ｓ２でファイル管理情報をディスク媒体２６からメモリ２２に読み込む。ファイル管理情報とは、図４において、File Set Descriptorから始まりポインタをたどって全てのファイルのFile Entryを得るまでの情報である。Ｓ３では、このファイル管理情報を検索することで、Ｎ個の画像ファイルがあることが分かる。

次に、Ｓ４でまず画像ファイル数Ｋ＝１とし、１番目の画像ファイルとしてファイル「ＡＶ１」を選択し、Ｓ５でこのファイルのFile Entryをスペアエリアにコピーする。そして、Ｓ６でＤＦＬをメモリ２２に登録する。

具体的には、図５（ａ）、（ｂ）に示すようにＰＳＮＡの位置のFile EntryをスペアエリアＱの位置にコピーする。また、図５（ｃ）に示すように「Ａ」の位置を「Ｑ」に交替するというＤＦＬを追加する。その際、実際に欠陥があるわけではないので、Statusは未交替にしておく。

これで１個目のファイルの処理が終了し、その後、Ｋ＝Ｋ＋１として次のファイルの処理に進み（Ｓ７、Ｓ８）、以下、同様の処理を繰り返し行う。全ての画像ファイルに対する処理が終了すると、図５に示すようにＰＳＮ「Ｂ」、「Ｃ」、「Ｄ」にあるFile Entryが、それぞれＰＳＮ「Ｒ」、「Ｓ」、「Ｔ」にコピーされ、対応するＤＦＬが作成される。

ここで注意するのは、「Ｃ」の位置のFile Entryであり、ここには以前に欠陥があったため、すでに従来の交替処理が行われており、ＬＳＮ「ｃ」のFile EntryはＰＳＮ「Ｃ」ではなく、ＰＳＮ「Ｐ」の位置に記録されていることである。

従って、「Ｐ」の位置のFile Entry がＰＳＮ「Ｓ」にコピーされている。これに対応するＤＦＬも「Ｐ」→「Ｓ」となる。Ｎ個の画像ファイルについてすべての処理が終了すると、Ｓ９において図５（ｃ）に示すようにメモリ２２上のＤＦＬをディスク媒体２６に書き込み、処理を終了する。

なお、図１のフローチャートでは画像データがすべて記録済みであるとして説明したが、１つの画像を記録する度にそのFile Entryを交替エリアにバックアップするように構成してもよい。

以上で、画像ファイルのFile Entryが本来の位置とは別のスペアエリアにも記録されたディスクが出来上がる。ＤＦＬのstatusは「未交替」となっているので、通常の画像ファイルの再生は、従来と全く同様に行うことができる。

次に、新たなキズや汚れ等により画像ファイルの再生に障害が発生した場合の動作について図６を用いて説明する。

（１）ＡＶ１ファイル
図６（ａ）に示すようにＰＳＮ「Ａ」のFile Entryが読めなくなった場合には、図６（ｂ）に示すようにＰＳＮ「Ｑ」にコピーがあるので、図６（ｃ）に示すようにＤＦＬ「Ａ」→「Ｑ」のstatusを「未交替」から「交替」に変えれば良い。よって、図６（ｃ）のＤＦＬから通常の再生が可能になる。但し、File Entryが「Ｑ」の位置１箇所のみとなるので、図６（ｂ）に示すように「Ｑ」を「Ｕ」にコピーし、図６（ｃ）に示すようにＤＦＬも追加しておく。statusは「未交替」としておく。

（２）ＡＶ２ファイル
図６（ｂ）に示すように交替位置である「Ｒ」に欠陥が生じた場合には、画像の再生には問題はなく、通常の再生手順では「Ｒ」をアクセスしないため欠陥自体にも気づかない。信頼性をより向上させるには、ユーザーによる検査コマンド等でＤＦＬのstatusが未交替である位置のデータにもアクセスする必要がある。検査により欠陥が発見された場合には、図６（ａ）の「Ｂ」のFile Entryを図６（ｂ）に示すように「Ｖ」にコピーし、図６（ｃ）に示すようにＤＦＬを「Ｒ」に代えて「Ｖ」としておく。

（３）ＡＶ３ファイル
図６（ｂ）に示すように既に交替したスペアエリア「Ｐ」で欠陥が生じた場合には、まず、図６（ｃ）に示すように「Ｃ」の交替先を「Ｐ」から「Ｓ」に変更し、再生を可能とする。更に、図６（ｂ）に示すように「Ｓ」のFile Entryを「Ｗ」にバックアップし、図６（ｃ）に示すようにそのＤＦＬも追加しておく。

以上のように新たな欠陥が生じた場合でも、File Entry即ち画像データの位置とサイズが２箇所に保持されているため、一方が失われても画像の再生が可能となる。また、欠陥により１箇所となったFile Entryを再びバックアップすることで、以降の新たな欠陥にも対応が可能となる。

さて、これまで画像データ本体（Extent）の欠陥については述べなかった。画像や音声データはＡＶデータと呼ばれ、ＰＣデータ（ファイル管理情報やその他一般のファイル）とは区別される。ＡＶデータの記録ではリアルタイム動作を優先するため、基本的に交替処理をしない。また、ベリファイ処理（記録直後に正しく再生できるかの確認）も行わない。これを図７を用いて説明する。

図７（ａ）はあるブロックに欠陥があるが未知である場合の記録処理の例を示す。ＰＣデータの場合は、ＬＳＮ「ａ」から順にブロック毎に書き込みとベリファイ処理を繰り返すため、欠陥のあるブロックが発見できる（この場合はｃブロック）。ｃブロックに書くべきデータは交替処理によりスペアエリアに書き込まれる。

ＡＶデータの場合、ベリファイ処理を行わないので、ｃブロックの欠陥は発見できない。このため、再生時にはエラーが残ってしまうことになるが、画像の場合は一瞬静止画になるとか画面の一部が乱れる等の問題はあるものの、致命的ではないとしてエラーが許容されている。

図７（ｂ）は欠陥のあるブロックが予め分かっている場合の記録処理の例を示す。ＰＣデータについては図７（ａ）と同様に交替処理を行う。ＡＶデータについては、ｃブロックをスキップして記録を行う。つまり、ディスク媒体のトラッキングはそのままで、ｃブロックには記録せず、ｃブロックに記録すべきデータをｄブロックに記録する。

この方法により、リアルタイム性とエラーレスの両立を狙うことができる。ｃブロックは論理的に空き状態になるが、後に交替処理によってスペアエリアにＰＣデータを記録可能となる。

以上のようにＡＶデータについては、もともと完全には保護されていない点及びエラーが致命的とはならない点を考慮し、本発明においても画像本体（Extent）の保護は行っていない。

また、本発明を実施するに当たり、スペアエリアが不足するのではないかという懸念もあるが、上述したように動画像データを主に記録する場合には、ディスク容量の大部分を占める画像データの交替処理が為されないので、スペアエリアの空きは十分であると考えられる。

本発明では、このスペアエリアの空きを効率的に使用して画像ファイルを保護するものである。特に、カムコーダ用途のディスク装置では、撮影のやり直しが不可能の場合が多く、画像データの保護による効果は高い。

本発明に係るファイル記録方法の一実施形態を示すフローチャートである。本発明に係る情報記録装置の一実施形態を示すブロック図である。本発明に係るディレクトリの構成例を示す図である。図３のＡＶ１及びＡＶ２ファイルに関する管理情報の参照関係を説明する図である。本発明に係るファイル記録処理の説明する図である。本発明に係るファイル記録処理を説明する図である。本発明に係るＡＶデータとＰＣデータの記録処理を説明する図である。ディスクフォーマットの例を示す図である。従来例の交替処理を説明する図である。

符号の説明

２０カメラ
２１画像音声入出力回路
２２メモリ
２３ＭＰＥＧＣＯＤＥＣ
２４エラー訂正処理回路
２５記録再生処理回路
２６ディスク媒体
２７ＣＰＵ

Claims

ファイルを記録するためのデータエリアと交替処理のためのスペアエリアとを有する情報記録媒体にファイルを記録する方法において、前記ファイルを管理するファイル管理情報のうち、少なくとも前記ファイルの物理的な記録エリアを示す管理情報を前記データエリアと前記スペアエリアに記録し、前記データエリアの管理情報と前記スペアエリアに記録した管理情報に基づいてファイルを再生することを特徴とするファイル記録方法。
前記データエリアの管理情報が再生できなくなった場合には、前記スペアエリアの管理情報に基づいてファイルを再生することを特徴とする請求項１に記載のファイル記録方法。
前記データエリアの交替元の管理情報と対応する前記スペアエリアの交替先の管理情報との対応を示すリストを作成し、且つ、前記リストには交替処理が未交替であることを示す情報を付加し、前記データエリアの管理情報が再生できなくなった場合には、前記リストの該当する管理情報に付加された未交替を示す情報を交替に変更することによって、前記スペアエリアの管理情報に基づいてファイルを再生することを特徴とする請求項２に記載のファイル記録方法。
前記データエリアの管理情報が再生できなくなった場合には、前記スペアエリアの他の領域に該当する管理情報を記録して前記スペアエリアの管理情報を２箇所とし、且つ、前記リストに記録した管理情報の項目を追加することを特徴とする請求項２又は３に記載のファイル記録方法。
前記スペアエリアの管理情報に欠陥が発生した場合には、前記データエリアの該当する管理情報を前記スペアエリアの他の領域に記録し、且つ、前記リストの該当する管理情報の交替先を前記記録した管理情報に変更することを特徴とする請求項２又は３に記載のファイル記録方法。
前記スペアエリアに２箇所記録された管理情報のいずれか一方に欠陥が発生した場合には、前記リストの交替先を２箇所に記録された管理情報のうち他方側の管理情報に変更し、且つ、前記スペアエリアの他の領域に該当する管理情報を記録し、前記リストにその記録した管理情報の項目を追加することを特徴とする請求項２又は３に記載のファイル記録方法。
前記ファイルの物理的な記録エリアを示す情報は、Universal Disk FormatにおけるFile Entryであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のファイル記録方法。
前記ファイルは動画像ファイルであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のファイル記録方法。
ファイルを記録するためのデータエリアと交替処理のためのスペアエリアとを有する情報記録媒体にファイルを記録する装置において、前記ファイルを管理するファイル管理情報のうち、少なくとも前記ファイルの物理的な記録エリアを示す情報を前記データエリアと前記スペアエリアに記録する手段と、前記データエリアの管理情報と前記スペアエリアに記録した管理情報に基づいてファイルを再生する手段とを備えたことを特徴とするファイル記録装置。