JP2016009279A - 記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フラッシュメモリの高速書き込みを維持するとともに記録領域の有効利用をできるようにする。【解決手段】特定の記録速度を保証される記録単位を有する記録媒体に動画像データと前記動画像データの管理データである第１の管理データを記録する記録手段と、前記第１の管理データを更新する際に、前記記録媒体の別領域に更新前とサイズの変わらない第２の管理データを記録したのちに、前記第１の管理データを削除する記録シーケンスとを有し、前記記録手段は、前記第１の管理データ更新時に前記第２の管理データの記録位置が前記記録単位を跨ぐ場合に、前記第１の管理データの記録位置に前記第２の管理データを書き移す。【選択図】図１

Description

本発明は、記録装置に関する。

近年、フラッシュメモリカード（ＳＤカード、ＣＦカード等）を記録媒体としてＭＰＥＧ２方式などで映像データを符号化して記録再生するビデオカメラ製品が一般的となっている。

記録媒体であるフラッシュメモリは消去ブロックという単位毎に、データの記録・削除を行っている。

また、記録媒体にデータをファイルとして記録する場合には、通常ＦＡＴ（Ｆｉｌｅ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ Ｔａｂｌｅ）ファイルシステムが用いられる。

ＦＡＴファイルシステムでは、クラスタという単位でデータが管理される。ＦＡＴにおいてはクラスタがデータの最小書き込み単位となる。

一般的にフラッシュメモリの消去ブロックよりもクラスタのサイズが小さいため、フラッシュメモリの消去ブロックは複数のクラスタで構成される。

１つの消去ブロックが複数のファイルデータの格納されたクラスタから構成されていた場合に、そのうちの１つのファイルデータを書き換えるためには、消去ブロック全体のデータを一旦メモリに読み込みメモリ上で必要なデータを書き換えた後、再び消去ブロック全体を書き込む必要がある（リードモディファイライトという）。

またフラッシュメモリはデータを書き込んだ領域に別なデータを書き込む場合に、そのデータを書き込む消去ブロックを消去する必要があり、この消去処理に時間がかかる。

そのため、リードモディファイライトや消去処理が発生すると、書き込みに時間を要することとなってしまい、ビデオカメラのような、ある程度高速な一定レートの記録が要求される製品においては問題となっていた。

そこで、リードモディファイライトを可能な限り発生させないようにするために、フラッシュメモリ製造各社はＡＵ（Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ Ｕｎｉｔ）という、フラッシュメモリへの書き込み速度を保証できる最小書き込み単位を規格で定めている。

フラッシュメモリのホスト機器製造各社はＡＵ単位でのアクセスを行うことによって、リードモディファイライトの発生を回避し、要求する記録速度を満たすことができる。

しかしながら、一般的にＡＵサイズはクラスタサイズや消去ブロックサイズよりも大きいために、小さいサイズのファイルの書き込みやファイルの末尾部分の書き込みなどが、ＡＵ単位でのアクセスを満たすことができなくなることがあった。その場合、小さなファイルやファイルの末尾部分によって不完全に記録されたＡＵは速度保証ができなくなるために高速記録用の空き領域としては扱えなくなってしまう。そのために、ＡＵ単位ではないファイルサイズの書き込みを繰り返すごとに、記録媒体上に高速記録用には扱えない無駄領域が発生してしまうという問題があった。

従来のこの問題を解決する技術として特許文献１では、記録媒体上で空き領域がＡＵ単位で連続している領域と、ＡＵ未満のサイズに断片化してしまっている領域とを検出し、通常記録時はＡＵ単位での空き領域に記録を行い、記録終了時にファイル末尾部分のＡＵ未満のサイズのデータを、断片化している領域に書き移すことによって無駄領域の発生を減少する技術について述べられている。

特開２００９−６４３８６号公報

しかしながら、特許文献１に述べる方法では、動画像を記録中に他のファイルを書き込む場合は考慮されていない。

一方、近年のビデオカメラ等の動画像を記録する装置では、動画像とともに動画像の付加情報を別ファイルとして記録することが一般的になっている。例えば、ＡＶＣＨＤ規格で記録を行う場合には、動画像ファイルであるＭ２ＴＳファイルとその管理ファイルであるＣＬＰＩファイルが対で記録される。

動画像の付加情報は、動画像の解像度、アスペクト比等の属性情報、ＭＰＥＧフォーマットの場合にはＧＯＰ情報等が挙げられる。これらは時間単位で内容が更新されるために、動画像を所定単位書き込むごとに、付加情報も更新する必要がある。更新された付加情報は、揮発性のメモリ上に保存しておき、動画記録終了時に記録媒体に書きこむ方法があるが、それでは瞬断等によって付加情報が失われてしまうと、記録媒体上に付加情報が残らないため記録された動画像データを正しく再生できなくなる可能性がある。また、一旦不揮発性のメモリ上に保存しておき、動画像の記録終了後に記録媒体に書き込むことで上記課題を回避することが可能であるが、この場合はデータの一時待避用の不揮発性メモリが必要となりコストアップにつながる。コストを低く抑え、かつ瞬断等に対する耐障害性も確保するためには、動画像を所定単位書きこむごとに、付加情報も揮発性のメモリ上だけでなく記録媒体に書き込む必要がある。

したがって、これらの課題を回避するためには、動画像記録中に発生する管理ファイルの書き込みをＡＵ単位で連続した空き領域に行う必要がある。管理ファイルの更新時には図４のように、更新前の管理ファイルを管理ファイル１、更新後の管理ファイルを管理ファイル２として、管理ファイル２を記録してから管理ファイル１を削除する図４［Ａ］→図４［Ｂ］→図４［Ｃ］というシーケンスを踏む必要がある。

しかしながら、このような方法では図４［Ｃ］における管理ファイル２がＡＵ２とＡＵ３の両方を占有してしまっているように、更新後の管理ファイルがそれまで使用していなかったＡＵを占有してしまい、高速記録可能な空き領域が減少してしまうという問題があった。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、フラッシュメモリの高速書き込みを維持するとともに記録領域の有効利用をできるようにするものである。

本発明に係る記録装置の構成は、特定の記録速度を保証される記録単位を有する記録媒体に動画像データと前記動画像データの管理データである第１の管理データを記録する記録手段と、前記第１の管理データを更新する際に、前記記録媒体の別領域に更新前とサイズの変わらない第２の管理データを記録したのちに、前記第１の管理データを削除する記録シーケンスとを有し、前記記録手段は、前記第１の管理データ更新時に前記第２の管理データの記録位置が前記記録単位を跨ぐ場合に、前記第１の管理データの記録位置に前記第２の管理データを書き移すことを特徴とする。

本発明によれば、動画像の付加情報の書き込みによる、無駄となるＡＵの発生を防ぐことができ、記録媒体を効率的に使用することができる。

記録装置の構成を示すブロック図である。 管理ファイルの更新シーケンスのフローチャートである。 ファイル配置の説明図である。 ファイル配置の説明図である。 記録シーケンスのフローチャートである。

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。

図１は本発明の第１の実施形態における動画像記録再生装置の構成図である。以下、デジタルビデオカメラ１００として説明する。図１において符号１１０は制御手段であり、操作手段１５０からの入力に応じて装置全体を制御する。

符号１２０は符号化手段であり、符号化時には、図示しない映像出力機器より入力される映像信号を圧縮符号化してストリームデータとして記憶手段１３０へ出力するとともに、圧縮符号化結果等を制御手段１１０へ通知する。また、出力するストリームデータに対応するストリームの付加情報（ストリームの属性、各ピクチャのストリームでの位置情報等、以下管理情報）を同時に出力する。

符号１３０は記憶手段で、符号化手段から出力された符号化映像情報の一時蓄積を行う他、記録媒体１４１へアクセスするためのファイルシステムのキャッシュや、制御手段１１０が行う処理のワークメモリ等の役割を果たす。

符号１４０は記録媒体制御手段であり、記憶手段１３０に蓄積されたストリームデータと管理情報を記録媒体１４１へ出力する。

符号１４１はフラッシュメモリ等の不揮発性の記録媒体であり、ファイルシステムにて格納データがファイル単位で管理されている。

符号１５０は操作手段であり、ユーザー操作による記録開始／終了などを受理して制御手段１１０へ通知する。

符号１０１はバスであり、制御手段１１０、符号化手段１２０、記憶手段１３０、記録媒体制御手段１４０、操作手段１５０を相互に接続している。

次に、動画像の記録動作について説明する。動画像を記録する場合には、符号化手段１２０で生成された符号化データが記憶手段１３０に一旦蓄積され、一定サイズ蓄積されたところで制御手段１１０は、記録媒体制御手段１４０を制御し、記憶手段１３０上の符号化データを記録媒体１４１に書き込む。

同様に、制御手段１１０は動画像の管理情報を保存するためのファイルである管理ファイルも記録媒体１４１に記録する。このとき記録される管理情報とは、符号化された動画像の属性情報等である。記録媒体１４１はＦＡＴ（Ｆｉｌｅ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ Ｔａｂｌｅ）ファイルシステムで管理されている。ＦＡＴファイルシステムはＭＢＲ（マスターブートレコード）、ＰＢＲ（パーティションブートレコード）、ＦＡＴ、ルートディレクトリ、データ領域により構成される。

本発明はデータ領域の使用方法に関する発明であり、データ領域以外は一般的な使い方を行うため、データ領域以外のＭＢＲ、ＰＢＲ、ＦＡＴ、ルートディレクトリについての説明は省略する。データ領域はクラスタという単位で管理されており、ＦＡＴファイルシステムで管理されるデータはクラスタ単位で読み書きが行われる。

次に、動画像の記録シーケンスについて図５を用いて説明する。操作手段１５０で記録開始指示が出されると、ステップＳ２０１で記録開始処理が行われる。制御手段１１０は符号化手段１２０を制御し、入力映像の符号化を開始する。

ステップＳ２０２では、動画像の管理情報を保存するためのファイルである管理ファイルを記録媒体上に作成する。このとき、符号化を開始した動画像の属性情報等が記録される。

ステップＳ２０３では、動画像の符号化データを保存するためにストリームファイルをオープンする。

ステップＳ２０４では、符号化手段１２０は符号化が開始されているので、記憶手段１３０に符号化データ（ストリームデータ）とそのデータの管理情報（管理データ）が蓄積される。

ステップＳ２０５では、ストリームが一定サイズ以上蓄積されるとステップＳ２０３でオープンしたストリームファイルにストリームデータを追記する。

ステップＳ２０６では、追記したストリームデータに対応する管理データを管理ファイルとして書き込む。

ストリームデータの書き込み単位はクラスタサイズに対して十分大きく、追記することが可能であるが、１回のストリームデータの書き込みで発生する管理データは非常に小さいサイズであるため、１クラスタに満たない場合に追記を行うとリードモディファイライトが発生してしまう。そのため、ストリームデータを書き込む度に管理データ全部を書き込む（新たな管理ファイルを書き込んで、前回書き込んだ管理ファイルを無効化する）。

また、管理ファイルを記録終了時まで書き込まないと、記録中に停電等の異常が発生した場合、記録媒体上には管理ファイルが存在しないこととなり、ストリームの管理情報が失われてしまう。したがって、記録中にストリームデータとともに管理データも書き込みを行った方が良い。

ステップＳ２０７では、操作手段１５０から記録停止指示があるかを判定する。記録停止指示がない場合には記録が継続され、ステップＳ２０４〜ステップＳ２０６の処理が繰り返される。記録停止指示があった場合には、ステップＳ２０８で記録停止処理を行う。記録停止処理では、未書き込みのデータがあれは書き込み、ストリームファイルをクローズする。ステップＳ２０９で記録終了となる。

以上のようなシーケンスで動画像の記録を行うことによって、記録媒体１４１には、ストリームファイルと管理ファイルが交互に記録される。

次に、管理ファイルの更新シーケンスについて図２を用いて説明する。制御手段１１０より動画像の編集指示が出されると、ステップＳ１０１として、管理ファイルの更新が開始される。

ステップＳ１０２では、バックアップファイルの作成として、制御手段１１０が、更新する管理ファイルのファイル名をバックアップファイル用の別名に変更し、記録媒体制御手段１４０を制御して、記録媒体１４１に記録する。このとき、作成されるバックアップファイルは、もともと存在していた管理ファイルのファイル名を変更しただけなので、記録媒体１４１上の位置は変わらない。

次にステップＳ１０３では、内容の更新された管理ファイルを、新たに記録媒体１４１上の別領域に記録媒体制御手段１４０によって記録する。次にステップＳ１０４で、制御手段１１０は記録媒体制御手段１４０を介して、ステップＳ１０２で作成したバックアップファイルを記録媒体１４１上から削除する。これら一連の作業が完了して、ステップＳ１０５として、管理ファイルの更新作業が終了する。

以上のようなシーケンスで管理ファイルの更新を行うことによって、更新された管理ファイルが記録媒体１４１上に記録されるまで、名前変更した更新前の管理ファイルがバックアップファイルとして記録媒体１４１上に残るために、瞬断等に対する耐障害性が確保される。一方、そのために管理ファイルの更新時には、記録媒体１４１上の新たな領域への書き込みが発生する。

次に、本実施例での記録媒体１４１上でのファイルの配置について図３を用いて説明する。実際の記録媒体では、ＦＡＴファイルシステムが管理する領域が記録媒体の先頭に配置されるが、本説明では省略し、データ領域のみを示す。図３の記録媒体１４１は、１つのＡＵが４つのクラスタで構成されている。以下、図２のシーケンスに従って説明する。

ステップＳ１０１で管理ファイルの更新が開始される前の記録媒体１４１上でのファイルの配置を図３［Ａ］であるとする。このとき、管理ファイルはその内容に関わらず３クラスタにより構成され、その内容が更新されてもサイズが変わらないように設計されている。

管理ファイルの更新が開始されるとステップＳ１０２でバックアップファイルが作成される。このとき、バックアップファイルの作成とは、管理ファイル１の名前変更なので、記録媒体１４１上のファイルの配置は図３［Ａ］のまま変わらない。

ステップＳ１０３で更新ファイルが作成されると、図３［Ｂ］のように管理ファイル２としてクラスタ８〜１０に記録される。このとき制御手段１１０は記録媒体制御手段１４０を介して、管理ファイル２がＡＵ２と３に跨っていることを検知すると、図３［Ｃ］のように管理ファイル２を元々管理ファイル１が配置されていたクラスタ５〜７に上書きするよう記録媒体制御手段１４０を制御する。このとき、管理ファイル１と管理ファイル２は共に３クラスタのサイズであるため、クラスタ５〜７に上書きすることができる。

そうしてステップＳ１０４でバックアップファイルの削除が指示されると、クラスタ８〜１０に配置された方の管理ファイル２を削除することによって、最終的に管理ファイル１と管理ファイル２の記録媒体１４１上での配置を変えることなく更新することができる。

一方、ステップＳ１０３で管理ファイル２が複数のＡＵに跨っていない場合には、管理ファイル２の管理ファイル１領域への上書きは行わず、ステップＳ１０４のバックアップファイルの削除時には管理ファイル１を削除する。

或いは、ステップＳ１０３で管理ファイル２が複数のＡＵに跨っているか否かに関わらず、制御手段１１０が記録媒体制御手段１４０を介して前記ＡＵのサイズが前記管理ファイル１、管理ファイル２よりも小さいことを検知した場合には、管理ファイル２の管理ファイル１領域への上書きは行わないようにしても良い。

上記いずれかの処理を行うことによってステップＳ１０５として管理ファイルの更新は終了する。

このように、更新された管理ファイルを更新前の管理ファイルが配置されていたクラスタに配置しなおすことによって、無駄となるＡＵの発生を防ぐことができ、記録媒体を効率的に使用することができる。

１１０ 制御手段、１５０ 操作手段、１２０ 符号化手段、１３０ 記憶手段、
１４０ 記録媒体制御手段、１４１ 記録媒体、１０１ バス

Claims (2)

1. 特定の記録速度を保証される記録単位を有する記録媒体に動画像データと前記動画像データの管理データである第１の管理データを記録する記録手段と、
   前記第１の管理データを更新する際に、前記記録媒体の別領域に更新前とサイズの変わらない第２の管理データを記録したのちに、前記第１の管理データを削除する記録シーケンスとを有し、
   前記記録手段は、前記第１の管理データ更新時に前記第２の管理データの記録位置が前記記録単位を跨ぐ場合に、前記第１の管理データの記録位置に前記第２の管理データを書き移すことを特徴とする記録装置。
2. 前記記録手段は、前記記録単位のサイズが、前記第２の管理データよりも小さい場合は、前記第２の管理データの書き移しを行わないことを特徴とする請求項１に記載の記録装置。