JP2010135034A - 情報記録再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】訂正不能なエラー発生位置を管理し、同領域に書き込みを行うことで、以降の読み出し時の訂正不能なエラー発生によるリトライ処理や書き込み時物理エラーに対する自動再配置による遅延を生じさせないことができる情報記録再生装置を提供する。
【解決手段】動画や音楽などの各種データを記録する記憶装置１０５から、転送制御装置１０４がデータを読み出す場合に訂正不能なエラーが発生した場合には、その位置情報をエラー管理部１０６が管理する。書き込み制御部１００は、前記エラー管理部１０６に登録されているエラー位置情報を基に前記記憶装置１０５のエラー位置に書き込みを行うことで、次に書き込み読み出しを行った場合にエラーを発生させないことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、通常５１２バイトの整数倍サイズを有するセクタと呼ばれるアクセス単位で書き込みや読み出しを行うＤＶＤ、ＨＤＤやフラッシュメモリなどを記録媒体とし、動画や音楽などのデータを書き込み・読み出す情報記録再生装置に関するものである。

尚、ＤＶＤ、ＨＤＤやフラッシュメモリに限らず、特定のアクセス単位にＥＣＣなどのエラー検出、エラー訂正機能を有する記録媒体を用いる場合に好適である。

従来の記憶装置は、記録媒体から動画や音楽などのデータを読み出した場合にエラーが発生するとエラーの発生したセクタを特定の値に置換し、動画や音楽などのデータの再生処理においてデコーダが特定の値を認識した場合には、特殊な信号処理を行うことで再生される映像の品質劣化を抑制するものがある。（例えば、特許文献１参照。）
特開２０００−２６１７６３号公報

しかしながら、前記従来の構成では訂正不能なエラーとなったデータを異なった値に置きなえるなどしてデコーダに入力することで映像は音声の品質劣化を抑制することが可能であるが、記録媒体上のエラーに対する対策は施されていないため、再度読み出しを行った場合にはリトライによる遅延が発生し、書き込みを行った場合には同様にエラーが発生する。

そして、読み出し時に訂正不能なエラーが発生した場合には記憶装置内部で複数回のリトライが実行されるためコマンド実行に数秒の遅延が発生する。さらに、ＨＤＤなどのように物理エラーに対して予備領域が用意されているデバイスにおいては、書き込み時に自動再配置と呼ばれる内部の予備領域に対する再割り当て処理が実行され、条件によっては４〜８秒の遅延が発生する。動画や音声などのストリームデータを取り扱う機器において秒単位の遅延が発生すると記録や再生の連続性保証が困難となるという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、エラー位置情報の書き込み読み出しで動画や音楽の記録再生動作時の連続性保証に影響を与える遅延を発生させない情報記録再生装置を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の情報記録再生装置は、動画や音楽などの各種データを記録する記憶装置と、前記記憶装置に書き込むデータや前記記憶装置から読み出すデータを一時的に保持するデータバッファ部と、前記データバッファ部へ外部から動画や静止画などのデータを入力するデータ入力部と、前記データバッファ部から外部へ動画や静止画などのデータを出力するデータ出力部と、前記記憶装置と前記データバッファ部の間でデータの書き込みや読み出しを制御する転送制御装置と、前記記憶装置からのデータ読み出しで発生する訂正不能なエラーの領域を管理するエラー管理部と、前記エラー管理部が管理するエラー位置情報を参照し、前記記憶装置に対するフォーマット処理などの初期化実行時にはエラーが発生した領域を任意の値で書き込みを行う書き込み制御部を備え、エラー領域に書き込みを行うことで、次に同領域からの読み出しを行った場合の前記記憶装置内部のリトライ処理による遅延または、同領域への書き込みを行った場合に前記記憶装置内部の予備セクタへの再配置処理による遅延を発生させないことを特徴とするものであり、これにより所期の目的を達成する。

また、本発明は、動画や音楽の再生動作として前記記憶装置から前記データ出力部へのデータ転送実行中に、前記書き込み制御部が、前記エラー管理部が管理するエラー位置情報を参照し訂正不能なエラーが発生した領域に書き込みを行うことを特徴としたものである。

さらに、情報記録再生装置において、前記転送制御部は、読み出すデータは動画や音楽などのストリームデータか、ストリームデータなどのファイルを管理する管理情報かを識別する機能を有し、前記エラー管理部に通知する。前記エラー管理部は、エラー位置情報に加えてエラーが発生したファイルの種別を管理することで、データの種類に応じて書き込み実施の有無やエラー領域に書き込むデータを選択することを特徴とするものである。

さらに、前記データバッファ部から前記データ出力部へ転送されるデータの転送レートを監視するバッファモニタ部を設け、前記バッファモニタ部が動画や音楽などの再生時の転送レートを監視し、再生ビットレートが低い場合のみ、前記エラー管理部が管理するエラー位置情報を参照し訂正不能なエラーが発生した領域に書き込みを行うことを特徴とするものである。

さらに、前記バッファモニタ部がバッファ使用状況を監視し、バッファ内に一定時間以上の映像や音楽データが存在する場合のみ前記エラー管理部が管理するエラー位置情報を参照し訂正不能なエラーが発生した領域に書き込みを行うことを特徴とするものである。

さらに、前期記憶装置内に記録されているデータの状態を監視する記憶装置モニタ部を設け、映像や音楽などの再生要求により読み出される前記記憶装置内のデータが連続に配置されている場合には、前記エラー管理部が管理するエラー位置情報を参照しエラーが発生した領域に書き込みを行うことを特徴とするものである。

本発明の情報記録再生装置によれば、動画や音楽などの各種データを記録する記憶装置と、前記記憶装置に書き込むデータや前記記憶装置から読み出すデータを一時的に保持するデータバッファ部と、前記データバッファ部へ外部から動画や静止画などのデータを入力するデータ入力部と、前記データバッファ部から外部へ動画や静止画などのデータを出力するデータ出力部と、前記記憶装置と前記データバッファ部の間でデータの書き込みや読み出しを制御する転送制御装置と、前記記憶装置からのデータ読み出しで発生する訂正不能なエラーの領域を管理するエラー管理部と、前記エラー管理部が管理するエラー位置情報を参照し、前記記憶装置に対するフォーマット処理などの初期化実行時にはエラーが発生した領域を任意の値で書き込みを行う書き込み制御部を備えているので、エラー領域に書き込みを行うことで、次に同領域からの読み出しを行った場合の前記記憶装置内部のリトライ処理による遅延または、同領域への書き込みを行った場合に前記記憶装置内部の予備セクタへの再配置処理による遅延させないようにできるため、映像や音楽のストリームデータの記録再生処理の連続性を保証することが出来る。

以下に、本発明の情報記録再生装置の実施の形態を図面とともに詳細に説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における情報記録再生装置の構成図を示す。

図１においてデータ入力部１０１は映像や音楽などのデジタルデータをデータバッファ部１０３に入力し、データ出力部１０２は映像や音楽などのデジタルデータをデータバッファ部１０３から外部へ出力する。記憶装置１０５は、ＨＤＤやＤＶＤなどの記憶デバイスで、ＡＴＡやＳＣＳＩなどのインターフェースを有し通常５１２バイトの整数倍のセクタと呼ばれるアクセス単位でデータの書き込み読み出しを行い、セクタにはＥＣＣと呼ばれるエラー検出と訂正の符号が付加されており、訂正不能なエラーが発生したことを通知する。

転送制御部１０４は、デジタルデータを蓄えたデータバッファ部１０３から記憶装置１０５でのデータ書き込み、記憶装置１０５からデータバッファ部１０３へのデータ読み出しを制御する。エラー管理部１０６は、記憶装置１０５からのデータ読み出して訂正不能なエラーが発生した場合にエラーが発生した位置を管理し、書き込み制御部１００は、エラー管理部１０６よりエラー位置を取得し記憶装置１０５内の所定の領域に書き込みを行うことにより記憶装置１０５で訂正不能なエラーが発生しないようになる。

図２は、本発明の第１の実施の形態における情報記録再生装置のエラー管理部１０６の構成を示す。

図２において、エラー管理部１０６は、記憶装置１０５からのデータ読み出しにおいてエラーが発生した場合には、エラー位置情報２００にエラーの発生したセクタ番号などのアドレスを表す位置情報を保持するものである。

以上のように、実施の形態１においては、書き込み制御部１００は、エラー管理部１０６が保持するエラーが発生した領域に書き込みを行うことにより、データ領域全面に書き込みを行うのに要するよりも一つのエラーセクタに対して長くとも１０秒程度の時間で、以降の読み出し時のリトライ処理による遅延や書き込み時の予備領域への再配置処理の遅延を生じさせないことができる。

また、実施の形態１の記憶装置１０５は特定サイズのアクセス単位でかつアクセス単位ごとにＥＣＣによるエラー検出訂正機能を有し物理的なエラーに対する予備セクタを有しているデバイスであればＳＤカードなどのフラッシュメモリデバイスでも読み出しエラーや書き込み時の自動再配置による遅延を生じさせない効果がある。

（実施の形態２）
図３は、本発明の第２の実施の形態における情報記録再生装置の制御フロー図を示す。

図３において、既に説明した図１の転送制御部１０４が動画や静止画の再生動作のために記憶装置１０５からデータの読み出しを繰り返し実行している状態で、書き込み制御部１００がエラー管理部１０６に管理されているエラー位置情報を参照し記憶装置１０５のエラー領域に書き込みを行う処理のフローを説明する。

ステップＳ３０２においては、エラー管理部１０６にエラー位置情報の登録が行われているかどうかを確認する。エラー管理部１０６にエラー位置情報が登録されていない場合には、繰り返し登録状況を監視する。エラー管理部１０６にエラー位置情報が登録されている場合には、ステップＳ３０２において転送制御部１０４が記憶装置１０５からデータバッファ部１０３にデータ転送を実行しているかどうかを確認する。記憶装置１０５からデータバッファ１０３へのデータ転送中である場合には、繰り返し転送状況を監視する。記憶装置１０５からデータバッファ１０３へのデータ転送が行われていない場合には、ステップＳ３０４に進む。ステップＳ３０４ではエラー管理部１０６に登録されているエラー領域情報を参照し記憶装置１０５に書き込みを行う。記憶装置１０５への書き込みが完了すると、ステップＳ３０５ではエラー管理部１０６のエラー位置情報ａ２００を消去する。エラー位置情報ａ２００の消去が完了するとステップＳ３０２に戻り処理を繰り返す。

以上のように、実施の形態２においては、書き込み制御部１００がエラー管理部１０６と転送制御部１０４の状態を監視することで、ムービーなどの再生動作実行中にエラー領域への書き込みが可能となり、ユーザー操作の空き時間を利用したり、フォーマット操作などのメンテナンス作業としてユーザーに実行させたりすることなく、再生動作のバックグラウンドでエラー領域に対する処理を実行できる。

（実施の形態３）
図４は、本発明の第３の実施の形態における情報記録再生装置の記憶装置１０５に記録するデータの構造概念図を示す。

動画や音声などのストリームデータを記憶装置に保存する場合、通常ファイルとして管理し保存する。ファイルとしてデータを管理する場合にはファイルシステムを用いる。図４はＦＡＴファイルシステムを用いる場合の構成を示すものである。

ＦＡＴ情報４０１は、ファイルの位置を管理する情報で、通常複数のセクタで構成されるクラスタと呼ばれる単位でデータ領域の先頭から順番に位置が割り当てられたアドレスの内どこのクラスタにファイルが格納されているかを管理する情報である。ＤＥ情報４０２はディレクトリエントリと呼ばれるもので、管理するファイルのファイル名、開始クラスタ番号や格納されるディレクトリ情報が記述されている。これら管理情報の記録に使用されていない空きクラスタにストリームデータ４０３が記録されている。

ファイル種別を管理する転送制御部１０４は、記憶装置１０５からのデータ読み出し時にエラーを検出するとエラー位置情報とファイル種別情報をエラー管理部１０６に通知する。

図５は、本発明の第３の実施の形態における情報記録再生装置のエラー管理部１０６の構成図である。エラーの位置を管理するエラー位置情報２００に加えて各位置情報単位でファイル種別情報５００を管理する。

図６は、本発明の第３の実施の形態における情報記録再生装置のデータバッファ部１０３の内部構成図である。通常転送用データバッファ領域６０１は、通常の記録や再生動作時に記憶装置１０５とデータ入力部１０１やデータ出力部１０２との間でデータの転送を行う場合に用いる領域である。エラー部書き込み用データバッファ領域６０２は、書き込み制御部１００が記憶装置１０５に書き込むデータを格納する領域である。

管理情報のデータ読み出しで訂正不能なエラーが発生した場合には、その結果を正しく伝える必要がある。その理由は、ファイルシステムは、その信頼性向上のために情報の多重化や各種以上回復処理を有していることや、管理情報に誤りがあるとファイル名や位置情報が正しくなくなりムービーやレコーダなどが装置として正常に動作しなくなる可能性があるためである。

これに対して、動画や音声などのストリームデータについては、通常データ異常に対する補完機能を有するデコーダを用いて再生を行うため、訂正不能なエラーが発生した場合に、同セクタのデータ全てが欠落するよりも、異常なデータが含まれるものの残りの部分は正常であるデータを取り出しデコーダに入力することが、映像や音声などのストリームデータには適している。

そこで、エラー管理部１０６のファイル種別情報５００を基に映像や音声などのストリームファイルに訂正不能なエラーが発生したと判断する場合には、転送制御部１０４は、記憶装置１０５にＥＣＣ訂正機能をオフしたリードロングコマンドを発行し、データバッファ部１０３のエラー部書き込み用データバッファ領域６０２にデータを読み出す。次に、書き込み制御部１００は、エラー管理部１０６内のエラー位置情報２００を参照しエラー部書き込み用データバッファ領域６０２内のデータをエラー領域に書き込む。

以上のように、実施の形態３においては、転送制御部１０４において訂正不能なエラーが発生するファイルの種別を識別し、エラー領域への書き込みの有無判別や、書き込む場合のデータを選択することが可能となり、管理情報のように正しくエラーを通知する必要があるデータには、書き込み対応を行わず、かつ、映像や音声などのストリームデータに対しては訂正不能なエラーが動画や音声の再生に与える影響を小さくするよう、ＥＣＣ訂正機能をオフで読み出したデータを書き込むことが出来る。なお、ＥＣＣ訂正機能オフでデータを読み出す機能は、通常、リードロングコマンドとしてＡＴＡコマンドにサポートされている。

また、ストリームデータ内にもストリームデータの管理情報と純粋な映像や音声のデータが存在しており、それらの重みに応じて処理仕様を変更する方式も考えられる。

（実施の形態４）
図７は、本発明の第４の実施の形態における情報記録再生装置の再生動作時のデータバッファ部転送状況概念図を示す。

記憶デバイスにＨＤＤやＤＶＤなどの回転媒体を用いる場合、熱・消費電力対策として、データバッファを用いて、一定期間記憶デバイスへのアクセスを行わない制御方式である間欠制御を実施する場合がある。ここでは間欠制御動作時のデータバッファの状態を説明する。Ｘ軸の時間７０２は、経過時間を示し、Ｙ軸の有効データ量７０１はデータバッファに蓄えられているデータの量を示す、破線のバッファフル７０３はデータバッファの上限を示すもので、データの蓄積量が上限にある場合に記録デバイスでのアクセス遅延が発生しても映像や音声が途切れるまでの余裕時間が最も大きい状態である。つまり、破線の丸で囲んだ７０４の領域は余裕が小さい状態で、破線の丸で囲んだ７０５の領域は余裕が大きい状態である。

図８は、本発明の第４の実施の形態における情報記録再生装置の構成図を示す。追加されたバッファモニタ部１０７はデータバッファ部１０３の状態を監視するものである。

動画や音声などのデータの再生動作において、バッファモニタ部１０７を参照した結果、データバッファ領域が７０４の状態で十分なデータの蓄積がなく時間的余裕がない場合には、書き込み制御部１００はエラー領域への書き込みを行わない。

以上のように、実施の形態４においては、データバッファ部１０３へのデータの蓄積量を監視するバッファモニタ部１０７を設けることにより、データバッファ内に十分な蓄積がなく時間的余裕が小さい場合には、再生のための読み出し処理にとって遅延要因となるエラー領域への書き込み処理を行わないため、再生動作の連続性を確保することが可能となる。

また、図８のバッファモニタ部１０７に再生動作でデータ出力部１０２に出力されるデータの転送レートを監視する機能を持たせることにより、書き込み制御部１００はバッファモニタ部１０７の転送レート情報を参照し、高い転送レートでの転送が行われている場合には、書き込み制御部１００はエラー領域への書き込みを行わないようすることで、再生のための読み出し処理にとって遅延要因となるエラー領域への書き込みを行わないため、再生動作の連続性を確保することが可能となる。

（実施の形態５）
図９は、本発明の第５の実施の形態における情報記録再生装置の記憶装置内データ配置概念図を示す。９０１／９０２は記憶デバイスの連続したアドレス空間を示し、データＡ９０３は連続領域に記録され、データＢ９０４は不連続な領域に記録されている状態を示す。

図１０は、本発明の第５の実施の形態における情報記録再生装置の構成図を示す。記憶装置モニタ部１０８は記憶装置１０５のファイルの記録状態を監視するもので、データＢ９０４のように不連続に割り当てられている場合には、書き込み制御部１００はエラー領域への書き込みを行わない。実施の形態１の構成と異なるところは記憶装置モニタ部１０８を設けた点である。

記憶装置１０５内のファイル記録状態を監視する記憶装置モニタ部１０８を設けたことにより、記憶装置１０５からの読み出し遅延が大きくなる可能性がある場合には、再生のための読み出し処理にとって遅延要因となるエラー領域への書き込み処理を行わないため、再生動作の連続性を確保することが可能となる。

本発明にかかる情報記録再生装置は、記憶デバイスに発生した訂正不能なエラーの読み出し時に発生するリトライ処理や書き込み時に発生する自動再配置処理による遅延を発生させない特徴を有し、記憶デバイスにＨＤＤ、ＤＶＤやフラッシュメモリなどを用いるデジタルカムコーダ、ＨＤＤ／ＤＶＤレコーダや音楽プレイヤーなどのリアルタイムストリーム制御が要求される用途に有用である。

本発明の実施の形態１における情報記録再生装置の構成図 本発明の実施の形態１における情報記録再生装置のエラー管理部構成図 本発明の実施の形態１における情報記録再生装置の再生動作時の書き込み制御部フロー図 本発明の実施の形態３における情報記録再生装置のデータ構造概念図 本発明の実施の形態３における情報記録再生装置のエラー管理部構成図 本発明の実施の形態３における情報記録再生装置のデータバッファ部構成図 本発明の実施の形態４における情報記録再生装置の再生動作時のデータバッファ部転送状況概念図 本発明の実施の形態４における情報記録再生装置の構成図 本発明の実施の形態５における情報記録再生装置の記憶装置内データ配置概念図 本発明の実施の形態５における情報記録再生装置の構成図

符号の説明

１００ 書き込み制御部
１０１ データ入力部
１０２ データ出力部
１０３ データバッファ部
１０４ 転送制御部
１０５ 記憶装置
１０６ エラー管理部
１０７ バッファモニタ部
１０８ 記憶装置モニタ部
２００ エラー位置情報
４０１ ＦＡＴ情報
４０２ ＤＥ情報
４０３ ストリームデータ
５００ ファイル種別情報
６０１ 通常転送用データバッファ領域
６０２ エラー部書き込み用データバッファ領域
７０１ 有効データ量
７０２ 時間
７０３ バッファフル
７０４ 余裕小領域
７０５ 余裕大領域
９０１ 連続記録状態
９０２ 不連続記録状態
９０３ データＡ
９０４ データＢ

Claims (6)

1. 動画や音楽などの各種データを記録する記憶装置と、前記記憶装置に書き込むデータや前記記憶装置から読み出すデータを一時的に保持するデータバッファ部と、前記データバッファ部へ外部から動画や静止画などのデータを入力するデータ入力部と、前記データバッファ部から外部へ動画や静止画などのデータを出力するデータ出力部と、前記記憶装置と前記データバッファ部の間でデータの書き込みや読み出しを制御する転送制御装置と、前記記憶装置からのデータ読み出しで発生する訂正不能なエラーの領域を管理するエラー管理部と、前記エラー管理部が管理するエラー位置情報を参照し、前記記憶装置に対するフォーマット処理などの初期化実行時にはエラーが発生した領域を任意の値で書き込みを行う書き込み制御部と、を備えた情報記録再生装置。
2. 動画や音楽の再生動作として前記記憶装置から前記データ出力部へのデータ転送実行中に、前記書き込み制御部が、前記エラー管理部が管理するエラー位置情報を参照し訂正不能なエラーが発生した領域に書き込みを行う請求項1に記載の情報記録再生装置。
3. 前記転送制御部は、読み出すデータは動画や音楽などのストリームデータか、ストリームデータなどのファイルを管理する管理情報かを識別する機能を有し、前記エラー管理部に通知する。前記エラー管理部は、エラー位置情報に加えてエラーが発生したファイルの種別を管理することで、データの種類に応じて書き込み実施の有無やエラー領域に書き込むデータを選択する請求項２に記載の情報記録再生装置。
4. さらに、前記データバッファ部から前記データ出力部へ転送されるデータの転送レートを監視するバッファモニタ部を設け、前記バッファモニタ部が動画や音楽などの再生時の転送レートを監視し、再生ビットレートが低い場合のみ、前記エラー管理部が管理するエラー位置情報を参照し訂正不能なエラーが発生した領域に書き込みを行う請求項３に記載の情報記録再生装置。
5. 前記バッファモニタ部がバッファ使用状況を監視し、バッファ内に一定時間以上の映像や音楽データが存在する場合のみ前記エラー管理部が管理するエラー位置情報を参照し訂正不能なエラーが発生した領域に書き込みを行う請求項４に記載の情報記録再生装置。
6. さらに、前期記憶装置内に記録されているデータの状態を監視する記憶装置モニタ部を設け、映像や音楽などの再生要求により読み出される前記記憶装置内のデータが連続に配置されている場合には、前記エラー管理部が管理するエラー位置情報を参照しエラーが発生した領域に書き込みを行う請求項３に記載の情報記録再生装置。

Images