JP4869028B2 - 映像蓄積配信システム及び映像蓄積配信方法 - Google Patents

Description

本発明は、映像蓄積配信システムに係わり、特にカメラ映像を映像データに変換してＩＰ（Internet Protocol）ネットワーク経由で配信し、遠隔監視などを行うための映像監視システム等に好適な映像蓄積配信システム及び映像蓄積配信方法に関する。

数十台のカメラで撮影した映像をＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）等の映像データに変換し、映像データをＩＰネットワーク経由で配信して遠隔監視すると共に、同時にこの映像データをストレージと称される記憶装置に記憶しておき、有事の際等に映像を再生可能とするシステムが実用化されている。このような映像蓄積配信システムで用いられるストレージとしては、比較的安価な複数の磁気ディスク装置（ハードディスク装置）で構成する大容量で高性能かつ高信頼性のＲＡＩＤ（Redundant Arrays of Independent Disks）装置が製品化されている。一方、映像データを複数のＲＡＩＤ装置に大量に蓄積しておき、ユーザの要求に応じて蓄積データを提供するシステムも提案されているが、このようなシステムでは多数のユーザが特定の映像データに集中して配信を要求するような場合の負荷が問題となっており、その負荷を分散させる方法が提案されている。

特許文献１には、時系列に変化する性能を測定し、特定のファイルにアクセスが集中した際の負荷状況に応じて、動的に記憶装置内の論理ボリュームを予備のボリュームにコピーし、負荷分散させるストレージ装置の例についての開示がある。
特開２００６−５３６０１号公報

ＲＡＩＤ装置は、複数のハードディスクを使用して、信頼性の高い状態でデータを記録させるものであり、例えば、大容量で高性能かつ高信頼性のＲＡＩＤとしてＲＡＩＤ５方式のＲＡＩＤ装置が比較的安価に入手可能となってきている。ところが、高信頼性な方式とは言え、ディスクドライブ自体の故障や、ＲＡＩＤコントローラの不具合などによる障害が皆無となる訳ではないため、それらの障害に対する対応が必要となる。このため、映像監視システムなど、映像の録画を止めてはならないシステムにおいては、ＲＡＩＤ装置自体の障害に対する対応が必要となる。

また、ＲＡＩＤ装置の性能の面でみると、映像の録画の場合、同時に録画できる映像の本数を増やすには複数のＲＡＩＤ装置を設置して録画処理を分散すれば良いが、録画映像の配信の場合、ある一つの録画映像にアクセスが集中すると、1台のＲＡＩＤ装置の処理性能によりシステム全体の処理性能が制限されるという問題がある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、比較的安価な複数の磁気ディスク装置で構成する大容量で高性能かつ高信頼性のＲＡＩＤ装置を用いて、１台のＲＡＩＤ装置の読み出し性能によりシステム全体の性能が制限されることなく性能向上が図れ、ＲＡＩＤ装置自体の障害にも対応できる、信頼性の高い映像蓄積配信システムを提供することを目的とする。

本発明は、複数のカメラが撮影した映像データの蓄積及び配信の処理を行う蓄積配信処理部と、映像データを記録する複数のＲＡＩＤ装置から構成するストレージシステムと、前記ストレージシステムを管理する蓄積配信管理部と、映像データの蓄積及び配信を指示する監視端末とから構成し、ＩＰネットワークに接続するクライアントからの要求に応じて、前記ストレージシステムに蓄積した複数のカメラが撮影した映像データをＩＰネットワーク経由で配信する映像蓄積配信システムであり、前記ストレージシステムには、ＲＡＩＤ装置を少なくとも２台備え、前記蓄積配信管理部の指示に応じて、複数のカメラから供給される映像データを、固定時間長ファイルに分割した後、その固定時間長ファイルの同一の複数の映像データとし、その同一の複数の映像データを前記ＲＡＩＤ装置に分けて蓄積し、映像データの配信時には、映像データの保存状態とＲＡＩＤ装置の配信負荷を基に、配信元のＲＡＩＤ装置を選択し、分割した映像データを順次配信するものである。

また、前記蓄積配信管理部は、管理者が映像データの蓄積や配信操作を行う際に使用するユーザインターフェース処理部と、前記ストレージシステム内の各ＲＡＩＤ装置の死活状態に応じて、各ＲＡＩＤ装置に同一映像データの蓄積を指示する蓄積管理処理部と、配信要求時に前記ストレージシステム内のＲＡＩＤ装置のうち、映像データを正常に蓄積した装置を選択して用いる配信管理処理部と、前記蓄積及び配信管理処理部で用いる管理テーブル群とから構成し、前記蓄積管理処理部において、前記各ＲＡＩＤ装置の死活状態を検知して記憶する手段を備え、記憶している各ＲＡＩＤ装置の死活状態を基に正常動作中の各ＲＡＩＤ装置に同一映像データを蓄積する。

また、前記配信管理処理部は、前記各ＲＡＩＤ装置の配信状態および配信負荷を記憶する手段を備え、記憶している配信状態および配信負荷を基に、映像データを正常に蓄積したＲＡＩＤ装置のうち、配信負荷の低いＲＡＩＤ装置を選択して配信する。

本発明によると、ストレージシステム内のＲＡＩＤ装置を少なくとも２台備えることにより、可用性の高い映像蓄積配信システムを構築できると共に、１台のＲＡＩＤ装置の読み出し性能によってシステム全体の性能が制限されることはなく、性能向上を図ることができる。

以下、本発明の一実施の形態を、添付図面を参照して説明する。

図１に、本例による映像蓄積配信システムのシステム構成例を示す。まず、図１を参照して、本例の全体構成例について説明する。

本例では、複数のカメラ１が撮影した映像信号を、エンコーダ２によってＭＰＥＧ映像データへ変換し、変換された映像データをＩＰネットワーク３を介して本例の映像蓄積配信システム１００に蓄積する。

本例の映像蓄積配信システム１００は、映像データの蓄積、配信処理を行う蓄積配信処理部２０と、映像データを蓄積するストレージシステム８と、オペレータが映像データの蓄積及び配信を指示する際に用いる監視端末７と、上記の各装置を管理し、映像データの蓄積、配信処理の管理を行う蓄積配信管理部１０と、これらの各装置をＩＰネットワーク３へ接続するための切換装置４とから構成する。また、切換装置４に接続し、ＭＰＥＧ映像データから映像信号へ変換するデコーダ５と、このデコーダ５の出力映像を再生するモニタ装置６も備える。また、上記蓄積配信管理部１０には、オペレータが監視端末７を用いてカメラ映像データの蓄積や配信操作を行ったり、他のユーザがクライアント４の端末を用いて操作したりするためのユーザインターフェースを提供するユーザインターフェース処理部４０と、蓄積配信処理部２０へ映像データの蓄積や配信の指示を行う蓄積管理処理部５０および配信管理処理部６０と、蓄積や配信のための管理情報を格納する管理テーブル群７０とを備えている。なお、本例では、ユーザインターフェース処理部４０は、ＧＵＩ（Graphical User Interface）を提供する処理とし、以降はＧＵＩ処理部４０と称す。

本例の蓄積配信管理部１０および蓄積配信処理部２０は、例えばサーバなどのコンピュータ装置に該当する処理を行うプログラムを実装させて、そのコンピュータ装置が備える演算処理機能や記憶機能などを利用して、実現したものである。図１では、蓄積配信管理部１０と蓄積配信処理部２０を別々に表示しているが、これらを１台のコンピュータ装置に実装して構成してもよい。また、監視端末７は、パーソナルコンピュータ等を用いて構成する。また、本例のストレージシステム８は、ＲＡＩＤ装置Ａ３０およびＢ３１から構成する。切換装置４は、スイッチングハブなどのネットワークを接続する中継装置を用いて構成する。

本例において映像データを蓄積する場合は、複数のカメラ１で撮影された映像信号を、エンコーダ２によりＭＰＥＧ映像データへ変換し、そのデータをネットワーク３及び切換装置４を介して受信する。受信した映像データは、蓄積配信管理部１０により、正常に動作しているＲＡＩＤ装置を判別して蓄積先を決定し、蓄積配信処理部２０がＲＡＩＤ装置Ａ３０またはＢ３１に蓄積する。

また、本例において映像データを配信する場合は、ＩＰネットワーク３に接続するクライアント４からの要求や、オペレータが監視端末７から行った要求などに基づき、蓄積配信管理部１０により、正常に映像データを蓄積したＲＡＩＤ装置の中から、ＲＡＩＤ装置の負荷状態を判別して配信元を決定し、蓄積配信処理部２０がＲＡＩＤ装置Ａ３０またはＢ３１に蓄積されているＭＰＥＧ映像データを読み出し、配信する。映像データをクライアント４へ配信する場合は、切換装置４を介してＩＰネットワーク３へデータを配信し、オペレータからの要求の場合は、切換装置４を介してデコーダ５へ配信し、デコーダ５にて変換した映像をモニタ装置６で再生する。

実際の動作としては、オペレータが監視端末７を操作し、各カメラ１からＩＰネットワーク３を経て送信される映像データの、ストレージシステム８への蓄積指示や、この蓄積してある映像データの配信指示を行う。この蓄積指示や、配信指示は、蓄積配信管理部１０で受け、その指示に対応して蓄積管理処理部５０または配信管理処理部６０が、管理テーブル群７０の各種管理テーブルの情報に基づいて処理し、蓄積配信処理部２０への蓄積指示や、クライアントへの配信指示を行う。

次に、蓄積配信管理部１０の各処理および蓄積配信処理部２０の構成例について、図２を参照して説明する。

図２の（ａ）は、蓄積配信管理部１０のＧＵＩ処理部４０の構成例を示す。ＧＵＩ処理部４０は、監視端末７やクライアント４の端末等に、映像の蓄積や配信のための操作を行うための画面を提供するＧＵＩ提供処理手段４１と、画面から入力されたユーザの指示を判断するユーザ指示判断処理手段４２と、ユーザ指示が映像データの蓄積だった場合に、蓄積管理処理部５０へ指示を出す蓄積指示通信処理手段４３と、ユーザ指示が映像データの配信だった場合に配信管理処理部６０へ指示を出す配信指示通信処理手段４４とを備える。

図２の（ｂ）は、蓄積配信管理部１０の蓄積管理処理部５０の構成例を示す。蓄積管理処理部５０は、ＧＵＩ処理部４０からの蓄積指示を受ける蓄積指示待ち処理手段５１と、同様に指示に基づき録画の開始処理を行う録画開始処理手段５２と、録画の停止処理を行う録画停止処理手段５３と、ストレージシステム８内のＲＡＩＤ装置Ａ３０及びＢ３１の死活状態を監視して管理テーブル群７０内の所定の管理テーブルへ死活状態を記録し、映像データの蓄積時及び配信時に活用させる死活状態監視処理手段５４と、蓄積配信処理部２０へ蓄積指示電文の送信による蓄積指示を出す蓄積指示電文送信処理手段５５とを備える。

図２の（ｃ）は、蓄積配信管理部１０の配信管理処理部６０の構成例を示す。配信管理処理部６０は、ＧＵＩ処理部４０からの配信指示を受ける配信指示待ち処理手段６１と、同様に指示に基づき配信の開始処理を行う配信開始処理手段６２と、配信の停止処理を行う配信停止処理手段６３と、管理テーブル群７０内の所定の管理テーブルを参照してストレージシステム８内のＲＡＩＤ装置Ａ３０及びＢ３１の死活状態を判断する死活状態監視処理手段６４と、管理テーブル群７０内の所定の管理テーブルを参照してストレージシステム８内のＲＡＩＤ装置Ａ３０及びＢ３１の配信負荷状態を管理し、各ＲＡＩＤ装置にほぼ均等に負荷がかかるように制御する配信負荷状態監視処理手段６５とを備える。

図２の（ｄ）は、蓄積配信処理部２０の構成例を示す。蓄積配信処理部２０は、蓄積配信管理部１０の蓄積管理処理部５０からの蓄積指示を受ける蓄積指示待ち処理手段２１と、同様に指示に基づき蓄積の開始処理を行う蓄積開始処理手段２２と、蓄積の停止を行う蓄積停止処理手段２３とを備える。

次に、蓄積配信管理部１０の管理テーブル群７０の構成例について、図３を参照して説明する。管理テーブル群７０は、図１に示すように、ＲＡＩＤ装置死活状態管理テーブル７１、映像録画管理テーブル７２、録画映像配信管理テーブル７３、映像毎録画ファイル管理テーブル７４、ＲＡＩＤ装置負荷状態管理テーブル７５、ＲＡＩＤ装置情報管理テーブル７６を備えている。

図３の（ａ）は、ＲＡＩＤ装置死活状態管理テーブル７１の構成例を示す。ＲＡＩＤ装置死活状態管理テーブル７１は、ストレージシステム８内のＲＡＩＤ装置Ａ３０とＢ３１について、正常に動作しているか、障害発生などにより停止しているかの死活状態７１２を記憶管理する。本例では、動作中の場合は“１”を、停止中の場合は“０”を設定するように示している。

図３の（ｂ）は、映像録画管理テーブル７２の構成例を示す。映像録画管理テーブル７２は、カメラ毎に定義された映像データの映像名称７２１と、録画状態７２２と、録画スレッドＩＤ（Identifier）７２３と、録画の開始時間と停止時間を示す録画時間７２４を記憶管理する。録画状態７２２は、録画中か、録画停止中かを示し、本例では、録画中の場合は“１”を、録画停止中の場合は“０”を設定する。録画スレッドＩＤ７２３は、当該映像データの録画処理を行っているスレッドの識別子を示し、詳細については後述する。

図３の（ｃ）は、録画映像配信管理テーブル７３の構成例を示す。録画映像配信管理テーブル７３は、配信中の映像名称７３１と、配信スレッドＩＤ７３２と、配信先情報７３３と、配信元のＲＡＩＤ装置名７３４と、配信中の映像ファイルの先頭時間７３５を記憶管理する。配信スレッドＩＤ７３２は、当該映像データの配信処理を行っているスレッドの識別子を示し、詳細については後述する。配信先情報７３３は、映像データの配信先のＩＰアドレスや、ポート番号など、配信先を特定するための情報を設定する。配信元のＲＡＩＤ装置名７３４は、配信中の映像ファイルを蓄積しているＲＡＩＤ装置名を設定する。また、本例では、映像データを固定時間長ファイルに分割して保存するため、映像データの配信時は、分割した複数の映像ファイルを時系列に繋げて配信する。そのため、現在配信中の映像ファイルを識別するために、映像ファイルの録画開始時間をファイル先頭時間７３５として設定する。

図３の（ｄ）は、映像毎録画ファイル管理テーブル７４の構成例を示す。映像毎録画ファイル管理テーブル７４は、蓄積している各カメラの映像データ毎に存在し、本例では１つの映像データを固定時間長ファイルに分割しているため、それら分割した映像ファイルを管理するために用いる。映像毎録画ファイル管理テーブル７４は、分割した映像ファイルの録画開始時間と録画停止時間を設定する録画時間帯７４１と、ファイル名称７４２と、ＲＡＩＤ装置録画状態管理情報７４３を記憶管理している。ＲＡＩＤ装置録画状態管理情報７４３は、ＲＡＩＤ装置に蓄積された映像ファイルが、正しく蓄積されたか否かを示し、本例では、正しく蓄積され、当該ファイルの映像データが有効である場合は“１”を、正しく蓄積されず、映像データとして無効である場合は”０“を、ＲＡＩＤ装置Ａ３０とＢ３１についてそれぞれ設定する。

図３の（ｅ）は、ＲＡＩＤ装置負荷状態管理テーブル７５の構成例を示す。ＲＡＩＤ装置負荷状態管理テーブル７５は、ストレージシステム８の各ＲＡＩＤ装置における書き込み負荷７５２と、読み出し負荷７５３の状態を記憶管理する。本例では、書き込み負荷および読み出し負荷として、ＲＡＩＤ装置への映像データの書き込みまたは読み出し時のデータ転送速度を設定する。

図３の（ｆ）は、ＲＡＩＤ装置情報管理テーブル７６の構成例を示す。ＲＡＩＤ装置情報管理テーブル７６は、ストレージシステム８内に存在するＲＡＩＤ装置の名称７６１及びディスク名７６２を記憶管理する。

次に、図４を参照して蓄積管理処理部５０による映像データの蓄積処理について説明する。図４は、蓄積管理処理部５０の処理例を示すフローチャートである。

蓄積管理処理部５０は、メインプロセスと、メインプロセスから生成され、録画処理を実行する複数のスレッド（録画スレッド）から構成する。なお、録画スレッドは、映像データの蓄積要求が複数同時に発生した場合でも、並列処理により同時実行が可能である。

まず、蓄積管理処理部５０のメインプロセスでは、蓄積指示待ち処理手段５１が、ＧＵＩ処理部４０のＧＵＩ提供処理手段４１により、監視端末７に表示される画面などから入力されるオペレータの指示を待つ（ステップＳ１１）。オペレータから入力があった場合は、ＧＵＩ処理部４０のユーザ指示判断処理手段４２により指示内容が判断され、映像データの蓄積指示の場合は、蓄積指示通信処理手段４３により、蓄積管理処理部５０へ指示を出す。蓄積管理処理部５０では、ステップＳ１１でＧＵＩ処理部４０からの指示を受けると、蓄積指示待ち処理手段５１が指示内容を判断し、まず、録画開始の指示であるかを判断する（ステップＳ１２）。録画開始指示だった場合は、録画開始処理手段５２により指定映像データの録画を開始する（ステップＳ１３）。指定映像データの録画開始処理は、映像録画管理テーブル７２へ映像名称７２１と、録画時間７２４のうちの録画開始時間の情報登録を行い、指定映像データを撮影するカメラのＩＰアドレス情報などを引数にして録画スレッド２００を生成する。スレッド生成後、映像録画管理テーブル７２の録画スレッドＩＤ７２３へ生成した録画スレッドのスレッドＩＤを登録し、録画状態７２２を“録画中”とする。

ステップＳ１２の判断の結果、録画開始指示でない場合は、録画停止指示であるかを判断する（ステップＳ１４）。録画停止指示の場合は、録画停止処理手段５３により指定映像データの録画を停止する（ステップＳ１５）。指定映像データの録画停止処理では、映像録画管理テーブル７２から指定映像データの映像名称に対応する録画スレッドＩＤ７２３を取得して、対応する実行中の録画スレッド２００に対して停止要求を出し、映像録画管理テーブル７２の録画時間７２４へ録画停止時間を登録し、録画状態７２２を“停止中”とする。

ステップＳ１２およびステップＳ１４でどちらの指示とも判断されなかった場合は、ステップＳ１１へ戻り、次の指示を待つ。

次に、メインプロセスから生成される録画スレッド２００の処理について説明する。録画スレッド２００は、まず、指定映像データのファイル管理を行うために、映像毎録画ファイル管理テーブル７４を作成する（ステップＳ２１）。以下、録画停止の指示があるまで、後述するステップＳ２２からＳ２６の処理を繰り返す。初めに、死活状態監視処理手段５４によって、ＲＡＩＤ装置情報管理テーブル７６に登録してあるストレージシステム８の全てのＲＡＩＤ装置に対して死活状態を確認し、ＲＡＩＤ装置死活状態管理テーブル７１に登録する（ステップＳ２２）。次に、蓄積指示電文送信処理手段５５によって、ＲＡＩＤ装置死活状態管理テーブル７１を基に蓄積可能なＲＡＩＤ装置を選定し、蓄積指示電文を作成して蓄積配信処理部２０へ送信する（ステップＳ２３）。ここで、蓄積可能なＲＡＩＤ装置は、ＲＡＩＤ装置死活状態管理テーブル７１の死活状態７１２が“動作中”のものである。

蓄積指示電文は、図７の（ａ）に示すように、指示ＩＤ８１１に指示電文を作成したスレッドＩＤと、指示内容８１２として蓄積開始の指示を示す識別子と、指定映像データの蓄積時間８１３と、映像データを固定時間長に分割するためのファイル名８１５およびファイル作成先のディレクトリ名８１４と、蓄積ディスク数８１６として蓄積可能なＲＡＩＤ装置の台数と、ディスク名８１７として、ＲＡＩＤ装置情報管理テーブル７６を参照して取得した蓄積可能なＲＡＩＤ装置のディスク名称７６２とを要素として作成する。図７の（ｂ）は、図７（ａ）の蓄積指示電文インタフェース８１の具体例を表している。指示内容８２２が蓄積開始（ＲｅｃＳｔａｒｔ）、蓄積時間８２３が１８００秒（３０分）、ファイル名８２５がＦｉｌｅ１、そして蓄積対象ＲＡＩＤ装置のディスクが２台存在し、そのディスク名８２７がそれぞれＤ１とＤ２であることを示している。

蓄積配信処理部２０では、上記蓄積配信管理部１０の蓄積管理処理部５０が送信した蓄積指示電文を受け取ると、蓄積指示電文の内容に従って蓄積処理を開始する。蓄積処理の詳細については、後述する。この後、１ファイルの録画が終了するまでは、蓄積配信処理部２０によって蓄積処理が行われるため、録画終了まで、もしくはメインプロセスからの停止指示が来るまでスリープする（ステップＳ２４）。

次に、スリープ終了後、録画終了かを判定し（ステップＳ２５）、録画終了の場合は、映像毎録画ファイル管理テーブル７４へ、新たに作成した録画ファイルの録画時間帯７４１として録画開始時間と停止時間、ファイル名称７４２、ＲＡＩＤ装置録画状態管理情報７４３として、蓄積先のＲＡＩＤ装置毎の映像データの有効または無効の状態を登録する（ステップＳ２６）し、ステップＳ２２に戻り処理を繰り返す。ステップＳ２５の判定の結果、録画終了でなかった場合は、メインプロセスから停止指示があってスリープを中断したのかを判定し（ステップＳ２７）、停止指示の場合は、蓄積停止指示電文を作成して蓄積配信処理部２０へ送信し（ステップＳ２８）、録画スレッドの処理を終了する。停止指示でなかった場合は、録画スレッドの処理を終了する。蓄積停止指示電文は、図７の（ｃ）に示すように、指示ＩＤ８３１に指示電文を作成したスレッドＩＤと、指示内容８３２として蓄積停止の指示を示す識別子と、蓄積を停止したい映像データのファイル名８３３と、蓄積を停止したいＲＡＩＤ装置の数と、蓄積を停止したいＲＡＩＤ装置のディスク名８３５とを要素として作成する。

ここで、死活状態監視処理手段５４によるＲＡＩＤ装置Ａ３０及びＢ３１の死活状態の監視方法としては、映像データのファイルを閉じた時点で蓄積済みデータ量を取得し、所定のデータ量があるかを確認する方法や、定期的なＰＩＮＧ（Packet Internet Groper）による応答確認によって、ＲＡＩＤ装置の接続状態やネットワークの状態を確認する方法や、ＲＡＩＤ装置自身の自己診断機能による診断結果を受信する方法などがある。その結果を基にＲＡＩＤ装置の死活状態を判定し、ＲＡＩＤ装置死活状態管理テーブル７１に登録する。

次に、図５を参照して蓄積配信処理部２０による映像データの蓄積処理について説明する。図５は、蓄積配信処理部２０の処理例を示すフローチャートである。

蓄積配信処理部２０は、メインプロセスと、メインプロセスから生成され、映像データのファイルをストレージシステム８へ蓄積する処理を実行する複数のスレッド（蓄積スレッド）から構成する。なお、蓄積スレッドは、映像データの蓄積要求が複数同時に発生した場合でも、並列処理により同時実行が可能である。

まず、蓄積配信処理部２０のメインプロセスでは、蓄積指示待ち処理手段２１が、蓄積配信管理部１０の蓄積管理処理部５０からの蓄積指示を待つ（ステップＳ３１）。蓄積指示待ち処理手段２１は、蓄積配信管理部１０の蓄積管理処理部５０から送信された蓄積指示電文を受け取ると、蓄積指示電文の内容に従って蓄積処理を開始する。まず、蓄積指示電文の指示内容８１２が蓄積開始の指示であるかを判断する（ステップＳ３２）。蓄積開始指示だった場合は、蓄積開始処理手段２２により指定映像データの蓄積を開始する（ステップＳ３３）。指定映像データの蓄積開始処理は、蓄積管理処理部５０から蓄積指示電文により指示された蓄積時間８１３、ファイル名８１５、蓄積可能なＲＡＩＤ装置数８１６、蓄積可能なＲＡＩＤ装置のディスク名８１７などを引数にして蓄積スレッド４００を生成し、蓄積を開始する。

ステップＳ３２の判断の結果、蓄積開始指示でない場合は、蓄積停止指示であるかを判断する（ステップＳ３４）。蓄積停止指示だった場合は、蓄積停止処理手段２３により指定映像データの蓄積を停止する（ステップＳ３５）。指定映像データの蓄積停止処理では、蓄積管理処理部５０から送信された蓄積停止指示電文の内容に従い、指示ＩＤ８３１に対応する動作中の蓄積スレッドに対して停止要求を出す。ステップＳ３２およびステップＳ３４でどちらの指示とも判断されなかった場合は、ステップＳ３１へ戻り、次の指示を待つ。

次に、メインプロセスから生成される蓄積スレッド４００の処理について説明する。蓄積スレッド４００は、蓄積配信管理部１０の蓄積管理処理部５０から指定された全てのＲＡＩＤ装置のディスクに蓄積用ファイルを作成する（ステップＳ４１）。以下、蓄積停止の指示があるまで、後述するステップＳ４２からＳ４４の処理を繰り返す。まず、ＩＰネットワーク３を介してカメラ１から送られてくる映像データを受信し、蓄積用受信バッファに格納する（ステップＳ４２）。次に、蓄積用受信バッファに、受信した映像データが一定量以上格納されていることを確認する（ステップＳ４３）。判定の結果、蓄積用受信バッファに一定量以上格納されている場合は、指定された全てのＲＡＩＤ装置のディスクに作成した各蓄積用ファイルに、蓄積用受信バッファに格納された同一映像データを書き込む（ステップＳ４４）。書き込み終了後、ステップＳ４２へ戻り、蓄積用受信バッファに映像データが一定量以上貯まるのを待ち、処理を繰り返す。

ステップＳ４３の判定の結果、蓄積用受信バッファに映像データが一定量以上格納されていない場合は、ＲＡＩＤ装置のディスクに作成された蓄積用ファイルへの書き込み量が蓄積指示電文で指示された蓄積時間以上になったかを判定する（ステップＳ４５）。判定の結果、指示された蓄積時間以上格納されている場合は、蓄積用受信バッファに格納された残りの映像データを、指定された全てのＲＡＩＤ装置のディスクに作成した各蓄積用ファイルに書き込んで、蓄積スレッドの処理を終了する（ステップＳ４６）。

ステップＳ４３およびステップＳ４４の判定の結果、いずれも否と判定された場合は、メインプロセスから蓄積停止指示があったかを判定し（ステップＳ４７）、停止指示の場合は、蓄積配信処理部２０の蓄積停止処理手段２３により停止処理を行い、蓄積スレッドの処理を終了する。判定の結果、停止指示でない場合は、そのまま処理を終了する。

次に、図６を参照して蓄積配信管理部１０の配信管理処理部６０による映像データの配信処理について説明する。図６は、配信管理処理部６０の処理例を示すフローチャートである。

配信管理処理部６０は、メインプロセスと、メインプロセスから生成され、映像データを要求元へ配信する処理を実行する複数のスレッド（配信スレッド）から構成する。なお、配信スレッドは、映像データの配信要求が複数同時に発生した場合でも、並列処理により同時実行が可能である。

まず、配信管理処理部６０のメインプロセスは、配信指示待ち処理手段６１が、ＧＵＩ処理部４０のＧＵＩ提供処理手段４１により、監視端末７に表示される画面などから入力されるオペレータの指示を待つ（ステップＳ５１）。オペレータから入力があった場合は、ＧＵＩ処理部４０のユーザ指示判断処理手段４２により指示内容が判断され、映像データの配信指示の場合は、配信指示通信処理手段４４により、配信管理処理部６０へ指示を出す。配信管理処理部６０では、ステップＳ５１でＧＵＩ処理部４０からの指示を受けると、配信指示待ち処理手段６１が指示内容を判断し、まず、配信開始の指示であるかを判断する（ステップＳ５２）。配信開始指示だった場合は、配信開始処理手段６２により指定映像データの配信を開始する（ステップＳ５３）。指定映像データの配信開始処理は、録画映像配信管理テーブル７３へ映像名称７３１と、配信先情報７３３や配信中ファイル情報としてファイル先頭時間７３５を登録し、これらの登録情報を引数にして配信スレッド６００を生成する。スレッド生成後、録画映像配信管理テーブル７３の配信スレッドＩＤ７３２へ生成した配信スレッドＩＤを登録する。

ステップＳ５２の判断の結果、配信開始指示でない場合は、配信停止指示であるかを判断する（ステップＳ５４）。配信停止指示の場合は、配信停止処理手段６３により指定映像データの配信を停止する（ステップＳ５５）。指定映像データの配信停止処理では、録画映像配信管理テーブル７３から、指定配信先情報に対応する配信スレッドＩＤを取得して、その配信スレッドＩＤを引数として、動作中の配信スレッドに対して停止要求を行う。

ステップＳ５２およびステップＳ５４でどちらの指示とも判断されなかった場合は、ステップＳ５１へ戻り、次の指示を待つ。

次に、メインプロセスから生成される配信スレッド６００の処理について説明する。配信スレッド６００は、配信停止指示があるまで、後述するステップＳ６１からＳ６６の処理を繰り返す。初めに、現在配信中の映像ファイルを閉じ（配信停止）、次に配信すべき映像データのファイルを映像毎録画ファイル管理テーブル７４から取得する（ステップＳ６１）。次に、配信対象ファイルがあるかを判断する（ステップＳ６２）。次のファイルがない場合は、配信対象の映像データの配信がすべて終了したため、配信スレッドの処理を終了する。配信対象ファイルがある場合は、死活状態監視処理手段６４によって、配信可能なＲＡＩＤ装置を選定する（ステップＳ６３）。死活状態監視処理手段６４は、ＲＡＩＤ装置情報管理テーブル７６に登録されているストレージシステム８の全てのＲＡＩＤ装置に対して、ＲＡＩＤ装置死活状態管理テーブル７１に登録してある死活状態７１２及び、映像毎録画ファイル管理テーブル７４のＲＡＩＤ装置録画状態管理情報７４３により、配信可能なＲＡＩＤ装置を選定する。次に、配信負荷状態監視処理手段６５によって、ステップＳ６３で選定されたＲＡＩＤ装置の負荷状態を基に、配信元のＲＡＩＤ装置を選定して蓄積配信処理部２０へ配信を指示する（ステップＳ６４）。ここで、ステップＳ６３で選定したＲＡＩＤ装置が１台の場合は、ステップＳ６３で選定したＲＡＩＤ装置を用いて配信するよう指示する。また、ステップＳ６３で選定したＲＡＩＤ装置が複数ある場合は、ＲＡＩＤ装置負荷状態管理テーブル７５を参照し、読み出し負荷が最も小さいＲＡＩＤ装置を選択し、蓄積配信処理部２０へ配信を指示する。この後、１ファイルの配信が終了するまでは、蓄積配信処理部２０によって配信処理が行われるため、配信終了まで、もしくはメインプロセスからの停止指示が来るまでスリープする（ステップＳ６５）。スリープ終了後、メインプロセスからの配信停止指示のためにスリープを中断したのかを判定し（ステップＳ６６）、停止指示の場合は、配信スレッドの処理を終了する。停止指示でない場合は、ステップＳ６１へ戻り、処理を繰り返す。

上記配信処理における、具体的な配信元のＲＡＩＤ装置の選定方法について説明する。まず、ＲＡＩＤ装置情報管理テーブル７６に登録してあるストレージシステム８のＲＡＩＤ装置Ａ３０及びＢ３１に対して、ＲＡＩＤ装置死活状態管理テーブル７１の情報から、ＲＡＩＤ装置Ａ３０及びＢ３１ともに動作中であり、映像毎録画ファイル管理テーブル７４の情報から、対象ファイルがＲＡＩＤ装置Ａ３０及びＢ３１とも有効であれば、ＲＡＩＤ装置負荷状態管理テーブル７５を調べて、読み出し負荷が小さいＲＡＩＤ装置を選択して配信の指示を出す。なお、配信指示を出したＲＡＩＤ装置については、ＲＡＩＤ装置負荷状態管理テーブル７５の読み出し負荷情報７５３を更新する。また、ＲＡＩＤ装置死活状態管理テーブル７１の情報から、ストレージシステム８のＲＡＩＤ装置Ａ３０またはＢ３１の何れかに障害が発生するなどして停止中だった場合には、動作中のＲＡＩＤ装置を選択して配信を指示する。更に、ＲＡＩＤ装置が何れも動作中の場合で、映像毎録画ファイル管理テーブル７４の情報から、ＲＡＩＤ装置Ａ３０またはＢ３１の何れかの録画状態が無効だった場合には、録画状態が有効なＲＡＩＤ装置を選択して配信を指示する。

図８の（ａ）及び（ｂ）は、ストレージシステム８内にＲＡＩＤ装置が２台存在する場合の録画（蓄積）動作及び配信動作の概要を表している。図８を参照して上記録画処理及び配信処理の具体的な動作について説明する。

図８の（ａ）は、上記蓄積管理処理部５０および蓄積配信処理部２０による映像データの蓄積処理により、ストレージシステム８のＲＡＩＤ装置Ａ３０及びＢ３１に映像データを蓄積した例を示す。図に示すように、蓄積処理では、入力された映像データを、固定時間長に分割した入力映像８０１〜８０５として管理し、ＲＡＩＤ装置Ａ３０及びＢ３１へそれぞれ蓄積する。ここで、固定時間長ファイル８１２は、映像データ８０２を蓄積中にＲＡＩＤ装置Ａ３０に何らかの障害が発生し、蓄積ファイルが正しく生成されなかった状態を示している。同様に、固定時間長ファイル８２４は、映像データ８０４を蓄積中にＲＡＩＤ装置Ｂ３１に何らかの障害が発生し、蓄積ファイルが正しく生成されなかった状態を示している。それ以外は、ＲＡＩＤ装置Ａ３０及びＢ３１に同じ映像データを蓄積している。

図８の（ｂ）は、上記配信管理処理部６０による映像データの配信処理の例を示す。図に示すように、配信処理では、ストレージシステム８のＲＡＩＤ装置Ａ３０及びＢ３１に蓄積されている固定時間長ファイルのうち、何らかの障害のために正しく蓄積できなかった固定時間長ファイル８１２と８２４を避け、固定時間長ファイル８２２と８１４を配信ファイルとして選択する。また、それ以外は、読み出し負荷を考慮し、負荷の小さいＲＡＩＤ装置から固定時間長ファイルを選択する。これらの固定時間長ファイル８３１から８３５を時系列に連続して配信することにより、配信要求のあった映像データを配信することができる。

このように、本例では、映像データの蓄積中に１台のＲＡＩＤ装置に何らかの障害が発生した場合でも、入力映像８０１〜８０５をいずれかのＲＡＩＤ装置に途切れることなく録画することができる。このため、配信の際には、正常に録画されたＲＡＩＤ装置の固定時間長ファイルを選択して使用することにより、映像データを正しく配信することができる。

図９に複数台のＲＡＩＤ装置を用いた場合の配信性能を示す。

図９の（ａ）は、書き込み負荷分散のために、複数台のＲＡＩＤ装置をファイバーチャンネル等によるデイジーチェーン接続した場合の構成例を示す。図９の（ｂ）には、デイジーチェーン接続の場合において、６Ｍｂｐｓ／台のカメラ映像データ２０台分を同時蓄積（計１２０Ｍｂｐｓ）、ＲＡＩＤ装置の処理性能は、読み出しと書き込み合わせて２００Ｍｂｐｓ、ＲＡＩＤ装置以外には障害要因は存在しないことを条件とした処理性能を示す。この場合、ＲＡＩＤ装置の台数が増加するに従い、1台当りの書き込み負荷は減少し、逆に配信要求が１映像に集中した場合の読み出し性能は増加する。これは、同時蓄積対象のカメラ台数が増加した場合には、ＲＡＩＤ装置の接続台数を増やせば良いことを示している。ただし、読み出し性能に関しては、１台あたりの性能に制約されるため、最大でも２００Ｍｂｐｓを超えることはない。

図９の（ｃ）は、本例のＲＡＩＤ装置を複数台接続した場合のストレージシステムの構成例を示す。図９の（ｄ）は、図９（ｃ）の構成において、図９（ｂ）と同様の条件の下で負荷分散をする場合の処理性能を示す。この場合、映像配信要求が１つの映像に集中した場合に、図９（ａ）の構成よりも読み出し性能が増加することを示している。したがって、本発明のようにＲＡＩＤ装置を２から３と増やすことにより、読み出し性能を大幅に向上させることができる。

以上のように、ストレージシステムの中に複数のＲＡＩＤ装置を設け、映像データの書き込み及び読み出しを行う蓄積配信処理部を設け、映像データの書き込み（蓄積）時には、その時点で蓄積可能な全ＲＡＩＤ装置に対して同一の映像データの同時書き込み指示を行うことにより、映像データの蓄積中に１台のＲＡＩＤ装置に何らかの障害が発生した場合でも、入力映像をいずれかのＲＡＩＤ装置に途切れることなく録画することができる。一方、読み出し（配信）時には、有効な映像データを格納し、かつ読み出し負荷が最も小さいＲＡＩＤ装置に対して映像配信要求を行うことにより、１つの映像に対して配信要求が集中しても負荷分散により高い配信能力を有することが可能となる。このように、１つのＲＡＩＤ装置に障害が発生しても、残りの正常なＲＡＩＤ装置により、蓄積配信動作を継続できるので、信頼性の高い映像蓄積配信システムが構築可能となる。

なお、本例では、ストレージシステム内のＲＡＩＤ装置を２台として構成しているが、更に、より高い信頼性を要求される場合には、ＲＡＩＤ装置を３台、４台構成とすることができることは明らかである。

本発明の一実施の形態による全体構成例を示すブロック図である。 本発明の一実施の形態による各処理部の構成例を示す説明図である。 本発明の一実施の形態による管理テーブル郡の構成例を示す説明図である。 本発明の一実施の形態による蓄積管理処理部の処理例を示すフローチャートである。 本発明の一実施の形態による蓄積配信処理部の処理例を示すフローチャートである。 本発明の一実施の形態による配信管理処理部の処理例を示すフローチャートである。 本発明の一実施の形態による指示電文の構成例を示す説明図である。 本発明の一実施の形態による映像データの蓄積処理及び配信処理の動作例を示す説明図である。 本発明の一実施の形態による配信性能を示す説明図である。

符号の説明

１…カメラ、２…エンコーダ、３…ＩＰネットワーク、４…クライアント、５…デコーダ、６…モニタ、７…監視端末、８…ストレージシステム、９…切換装置、１０…蓄積配信管理部、２０…蓄積配信処理部、３０，３１…ＲＡＩＤ装置、４０…ＧＵＩ処理部、５０…蓄積管理処理部、６０…配信管理処理部、７０…管理テーブル群、７１…ＲＡＩＤ装置死活状態管理テーブル、７２…映像録画管理テーブル、７３…録画映像配信管理テーブル、７４…映像毎録画ファイル管理テーブル、７５…ＲＡＩＤ装置負荷状態管理テーブル、７６…ＲＡＩＤ装置情報管理テーブル、１００…映像蓄積配信システム

Claims (6)

1. 複数のカメラが撮影した映像データの蓄積及び配信の処理を行う蓄積配信処理部と、
   前記映像データを記録する複数のＲＡＩＤ装置から構成するストレージシステムと、
   前記ストレージシステムを管理する蓄積配信管理部と、
   前記映像データの蓄積及び配信を指示する監視端末とから構成し、
   ＩＰネットワークに接続するクライアントからの要求に応じて、前記ストレージシステムに蓄積した複数のカメラが撮影した映像データをＩＰネットワーク経由で配信する映像蓄積配信システムであって、
   前記蓄積配信管理部の指示に応じて、前記複数のカメラから供給される映像データを、固定時間長ファイルに分割した後、その固定時間長ファイルの同一の複数の映像データとし、その同一の複数の映像データを前記各ＲＡＩＤ装置に分けて蓄積し、映像データの配信時には、映像データの保存が正しく行われたか否かの状態と各ＲＡＩＤ装置の配信負荷を基に、配信元のＲＡＩＤ装置を前記複数のＲＡＩＤ装置から選択し、分割した映像データを順次配信することを特徴する映像蓄積配信システム。
2. 請求項１記載の映像蓄積配信システムにおいて、
   前記蓄積配信管理部は、
   管理者が映像データの蓄積や配信操作を行う際に使用するユーザインターフェース処理部と、
   前記ストレージシステム内の各ＲＡＩＤ装置の死活状態に応じて、各ＲＡＩＤ装置に同一映像データの蓄積を指示する蓄積管理処理部と、
   配信要求時に前記ストレージシステム内のＲＡＩＤ装置のうち、映像データを正常に蓄積した装置を選択して用いる配信管理処理部と、
   前記蓄積及び配信管理処理部で用いる管理テーブル群とから構成し、
   前記蓄積管理処理部において、前記各ＲＡＩＤ装置の死活状態を検知して記憶する手段を備え、記憶している各ＲＡＩＤ装置の死活状態を基に正常動作中の各ＲＡＩＤ装置に同一映像データを蓄積することを特徴とする映像蓄積配信システム。
3. 請求項２記載の映像蓄積配信システムにおいて、
   前記配信管理処理部は、前記各ＲＡＩＤ装置の配信状態および配信負荷を記憶する手段を備え、記憶している配信状態および配信負荷を基に、映像データを正常に蓄積したＲＡＩＤ装置のうち、配信負荷の低いＲＡＩＤ装置を選択して配信することを特徴とする映像蓄積配信システム。
4. 複数のカメラが撮影した映像データを記録する複数のＲＡＩＤ装置を備えたストレージシステムを使用して、前記ストレージシステムに蓄積した映像データをＩＰネットワーク経由で配信する映像蓄積配信方法において、
   前記複数のカメラが撮影した映像データの蓄積時は、録画した映像データを固定時間長ファイルに分割した後、その固定時間長ファイルの同一の複数の映像データとし、
   前記分割した同一の映像データを前記複数のＲＡＩＤ装置に分けて蓄積し、
   映像データの配信時には、映像データの保存が正しく行われたか否かの状態と各ＲＡＩＤ装置の配信負荷を基に、配信元のＲＡＩＤ装置を前記複数のＲＡＩＤ装置から選択し、
   選択したＲＡＩＤ装置から、分割した映像データを順次配信することを特徴する映像蓄積配信方法。
5. 請求項４記載の映像蓄積配信方法において、
   管理者が映像データの蓄積や配信操作を行う際に使用するユーザインターフェース処理と、
   前記ストレージシステム内の各ＲＡＩＤ装置の死活状態に応じて、各ＲＡＩＤ装置に同一映像データの蓄積を指示する蓄積管理処理と、
   配信要求時に前記ストレージシステム内の複数のＲＡＩＤ装置のうち、映像データを正常に蓄積した装置を選択して用いる配信管理処理と、
   前記蓄積及び配信管理処理で用いる管理テーブル群作成処理とを行い、
   前記蓄積管理処理として、前記各ＲＡＩＤ装置の死活状態を検知して記憶し、
   記憶している各ＲＡＩＤ装置の死活状態を基に、正常動作中の各ＲＡＩＤ装置に同一映像データを蓄積することを特徴とする映像蓄積配信方法。
6. 請求項５記載の映像蓄積配信方法において、
   前記配信管理処理は、前記各ＲＡＩＤ装置の配信状態および配信負荷を記憶し、
   記憶している配信状態および配信負荷を基に、映像データを正常に蓄積したＲＡＩＤ装置のうち、配信負荷の低いＲＡＩＤ装置を選択して配信することを特徴とする映像蓄積配信方法。

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