JP5226676B2 - データ記録再生装置 - Google Patents

Description

本発明は、データ記録再生装置に関し、特に赤外線カメラ、動画像カメラ、そして各種センサのそれぞれの出力信号或はデータを時系列に同時に記録し、記録されたそれぞれの時系列の出力信号或はデータを同じ時間軸で再生することができるデータ記録再生装置に関する。

発熱する被測定対象物を、遠方から非接触で撮影することで、被測定対象物の熱（温度）画像を得る、赤外線サーモグラフィ装置（以下、「赤外線カメラ」と略称する。）は周知である。
赤外線カメラは、様々な測定対象物の温度分布を熱画像として捉え、時系列でその変化を見ることができるので、様々な分野で幅広く利用されている。

なお、本発明に関係すると思われる先行技術文献として特許文献１を提示する。
特開２００４−１３２９０５号公報

特に測定対象物の変化を時系列に多角的に捉えたい場合に、赤外線カメラにより測定対象物の熱画像を得るだけでなく、測定対象物そのものに様々なセンサを貼付し、測定対象物の物理的変化、或は化学的変化を同時に計測したい場合がある。
従来は、これらセンサから得られる計測値と赤外線カメラから得られる熱画像データはそれぞれ別個独立した記録再生装置で記録され、再生されていたので、それらの計測値と熱画像データの相関性を目視確認することが極めて困難であった。

また、赤外線カメラは複数のメーカから発売されており、それらはコマンド体系が独自であり、互換性がない場合が多い。したがって、複数の種類の赤外線カメラを所持している時、従来ではそれら赤外線カメラのコマンド体系をサポートする記録再生装置を個別に用意しなければならなかった。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、赤外線カメラや動画像カメラと各種センサの出力信号或はデータを時系列に同時に記録し、記録されたそれぞれの出力信号或はデータの時系列の再生を同じ時間軸で実現すると共に、複数種類の赤外線カメラにも対応できる、データ記録再生装置を実現することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のデータ記録再生装置は、アナログ信号をデジタル変換するＡ／Ｄ変換器と、Ａ／Ｄ変換器にサンプリングクロックを供給するサンプリングクロック生成器と、サンプリングクロック以上の周波数の高分解能クロックを発生する高分解能クロック生成器とを備える。更に、サンプリングクロックを累積加算して経過時間を出力する累積カウンタと、高分解能クロックを計数して計数値を出力しサンプリングクロックでリセットされるオフセットカウンタと、累積カウンタの出力データとオフセットカウンタの出力データを加算する加算器とを備え、外部に接続されるサンプリングクロックより低いフレームレートのデータを発生するフレームデータ発生源から来るフレームデータの到着時間を、サンプリングクロックを基準にして、フレームタイミングとして出力するフレーム時間生成部とを備える。更に、Ａ／Ｄ変換器のデジタルデータ出力をセンサデータファイルとして、フレームデータをフレームデータファイルとして、フレームタイミングをフレームタイミングファイルとして、不揮発性ストレージにそれぞれ記録するファイルシステムとを備える。

デジタルで記録する複数のデータのうち、最もサンプリングクロックが高いサンプリングクロックに基づき、他のサンプリングレートの遅いデータが来るタイミングのオフセット時間を計測して、サンプリングクロックに基づく相対時間をファイルとして記録する。この相対時間が記録されたファイルに基づいてデータを再生することで、記録時のデータ入来タイミングを正確に再現することができる。

本発明によれば、赤外線カメラや動画像カメラと各種センサの出力信号或はデータを時系列に同時に記録し、記録されたそれぞれの出力信号或はデータの時系列の再生を同じ時間軸で実現すると共に、複数種類の赤外線カメラにも対応できる、データ記録再生装置を実現することができる。

本発明の実施形態例である、データ記録再生装置の概略を示す機能ブロック図である。 データ記録部の機能ブロック図である。 フレームタイミングファイルのデータ形式の一例を示す図である。 データ再生部の機能ブロック図である。 再生タイミング調整部の内部ブロック図である。 表示部に表示される表示画面の一例を示す概略図である。 赤外線画像記録制御部の機能ブロック図である。 機種判別手順テーブル及び機種別コマンドテーブルの一例を示す図である。 機種判別部が実行する赤外線カメラの機種判別の手順を示すフローチャートである。 赤外線カメラの機種を判別した後の、データ記録再生装置の全体的な動作の流れを示すフローチャートである。 コマンド変換・送出処理の流れを示すフローチャートである。 熱画像データファイルのデータ形式を説明する図である。 データコンバートの流れの一例を示すフローチャートである。 データコンバートの流れの一例を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態を、図１〜図１４を参照して説明する。

図１は、本発明の実施形態例である、データ記録再生装置の概略を示す機能ブロック図である。
データ記録再生装置１０２には、測定対象物の物理的変化或は化学的変化等を計測する複数のセンサ１０３と、測定対象物の熱画像を撮影する赤外線カメラ１０４、そして必要に応じてＣＣＤカメラ１０５等の一般的な動画像撮影装置が信号出力源として接続される。データ記録部１０６はこれらの信号出力源、すなわち
・センサ１０３からは計測値を、
・赤外線カメラ１０４からは熱画像データを、
・ＣＣＤカメラ１０５からは動画像データ
を取り込み、ハードディスク装置等の不揮発性ストレージ１０７へリアルタイムに記録する。
操作部１１２を操作すると、制御部１１１がデータ記録部１０６を制御することにより、データ記録部１０６は不揮発性ストレージ１０７へ各種データの記録を同時に開始する。不揮発性ストレージ１０７には、各センサ１０３やカメラ毎に、個別のデータファイル１０８が作成される。
データ記録部１１３には、複数の種類の赤外線カメラを取り扱うために、赤外線画像記録制御部１１３が内蔵されている。

データ再生部１０９は不揮発性ストレージ１０７内の各センサやカメラ毎のデータ等が保管されているデータファイル１０８を読み込み、データ記録部１０６で記録した時と同じ時間の流れ（時間軸）それぞれのデータファイル１０８の同期再生を行う。つまり、センサ１０３で得た計測値とカメラで撮影した熱画像或は動画像の時系列での変化を、再現する。
データ再生部１０９によるデータファイル１０８の再生結果は、液晶ディスプレイである表示部１１０に表示される。
制御部１１１はタッチパネルよりなる操作部１１２から発される操作情報に基づいて、データ記録部１０６、不揮発性ストレージ１０７、データ再生部１０９をそれぞれ制御する。

データ記録再生装置１０２のハードウェア構成は、周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスク装置の他、タッチパネルよりなるキーボード、そして液晶ディスプレイがバスに接続されている。上記の構成要素の他に、各種センサ１０３のアナログ信号を受け入れるための、Ａ／Ｄ変換器を内包するインターフェースボードと、赤外線カメラ１０４やＣＣＤカメラ１０５が接続されるＵＳＢインターフェース、ＬＡＮインターフェース、ＩＥＥＥ１３９４インターフェースも含む。
データ記録再生装置１０２のハードウェアは、ディスプレイ一体型パソコンに各種インターフェースボードを追加することにより実現できる。
ＯＳは一般的なパソコン用ＯＳを用いる。一例としてはＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）である。ＯＳはファイルシステムを備えているので、不揮発性ストレージ１０７に構成されるファイルシステム（後述）は、ＯＳによってもたらされる機能である。
データ記録再生装置１０２は、以上に記した構成のハードウェアに、パソコン用ＯＳをインストールした後、更にデータ記録再生装置１０２として稼動するためのアプリケーションプログラムがインストールされている。

図２はデータ記録部１０６の機能ブロック図である。
センサ１０３のアナログ出力信号は図示しないインターフェースボードに導かれ、それぞれインターフェースボード上のアンプ２０２で増幅された後、インターフェースボード上に設けられているＡ／Ｄ変換器２０３に入力される。Ａ／Ｄ変換器２０３はサンプリングクロック生成器２０４が生成するサンプリングクロックに基づいて、アナログの入力信号をデジタルデータに変換する。そして、サンプリングクロック生成器２０４が生成するサンプリングクロック毎に不揮発性ストレージ１０７上に設けられるセンサデータファイル２０５にデータを記録する。
ここで、サンプリングクロック生成器２０４が生成するサンプリングクロックは例えば１０ｍｓｅｃ程度の周期（１００Ｈｚ）である。

一方、赤外線カメラ１０４が出力する熱画像データは、一画面分のデータがフレームバッファ２０６に蓄積された後、熱画像データファイル２０７に記録される。熱画像データとは、画像データに似ているものの、熱画像データを構成する一つ一つのピクセルが赤外線の強度を表すデータであり、熱画像データはそれらの集合体である。熱画像データはそのデータ量が膨大である等の理由で、例えば毎秒５フレーム単位（５ｆｐｓ（frame per second））の周期で記録される。

ＣＣＤカメラ１０５が出力する動画像データは、一画面分のデータがフレームバッファ２０８に蓄積された後、動画像ファイル２０９に記録される。動画像ファイル２０９は例えば周知のＡＶＩフォーマットであり、ＣＣＤカメラ１０５が出力するデータの転送速度等に応じて、任意のフレームレート（周期）が選択できる。例えば３０ｆｐｓである。

以上に記したように、サンプリングクロック生成器２０４が生成するサンプリングクロックの周期と、赤外線カメラ１０４のフレームレートと、ＣＣＤカメラ１０５のフレームレートはそれぞれ全く異なる。これらのデータを時系列に同時に記録した後、記録時のタイミングを狂わせることなく同期再生するために、最も高い周波数、つまり最も分解能が高いクロックである、センサ１０３のサンプリングクロック生成器２０４のサンプリングクロックを基準として、
・赤外線カメラ１０４が出力する熱画像データの各フレームの出力タイミングと、
・ＣＣＤカメラ１０５が出力する動画像データの各フレームの出力タイミングと
をそれぞれ計測し、それらの計測結果をファイルに記録する。このタイミングを計測するための機能ブロックが、累積カウンタ２１０と計時用クロック生成器２１１とオフセットカウンタ２１２及び２１４と加算器２１３及び２１５である。そして、計測結果を記録するファイルがフレームタイミングファイル２１６である。

累積カウンタ２１０は、サンプリングクロック生成器２０４が生成するサンプリングクロックのパルスを累積加算する。累積カウンタ２１０が示す累積加算結果としての数値とサンプリングクロック生成器２０４が生成するサンプリングクロックの周期を掛け算すれば、そのままデータ記録部１０６のデータ記録開始からの経過時間になる。
オフセットカウンタ２１２は計時用クロック生成器２１１が生成する計時用クロックを計数し、サンプリングクロック生成器２０４が生成するサンプリングクロックでリセットされ、フレームバッファ２０６から来るフレームタイミング（後述）の計数値を出力する。高分解能クロックとも言える計時用クロックはサンプリングクロック生成器２０４が生成するサンプリングクロックよりも高い周波数が設定される。ここでは、例えば１ｍｓｅｃの周期に相当する周波数（１ｋＨｚ）に設定される。
つまり、オフセットカウンタ２１２からはサンプリングクロック生成器２０４が生成するサンプリングクロックが来たタイミングからフレームバッファ２０６に１フレーム分のデータの格納を完了した時までの経過時間を、計時用クロック生成器２１１で計測した結果、すなわちオフセット時間を出力する。

累積カウンタ２１０から得られる経過時間データとオフセットカウンタ２１２から得られるオフセット時間は、加算器２１３で加算され、当該フレームデータがデータ記録部１０６のデータ記録開始からフレームバッファ２０６への格納が完了した時までの経過時間が得られる。これを当該フレームの到着時間とする。
累積カウンタ２１０、オフセットカウンタ２１２、そして加算器２１３は、フレームバッファ２０６から得られるフレームデータの到着時間を、サンプリングクロック生成器２０４が生成するサンプリングクロックを基準に計時し、当該フレームデータのフレームタイミングとして出力する、フレーム時間生成部ともいえる。

オフセットカウンタ２１４は、オフセットカウンタ２１２と同様に、計時用クロック生成器２１１が生成する計時用クロックを計数し、サンプリングクロック生成器２０４が生成するサンプリングクロックでリセットされ、フレームバッファ２０６から来るフレームタイミング（後述）の計数値を出力する。
つまり、オフセットカウンタ２１４からはサンプリングクロック生成器２０４が生成するサンプリングクロックが来たタイミングからフレームバッファ２０８に１フレーム分のデータの格納を完了した時までの経過時間を、計時用クロック生成器２１１で計測した結果、すなわちオフセット時間を出力する。

累積カウンタ２１０から得られる経過時間データとオフセットカウンタ２１４から得られるオフセット時間は、加算器２１５で加算され、当該フレームデータがデータ記録部１０６のデータ記録開始からフレームバッファ２０６への格納が完了した時までの経過時間、すなわち当該フレームの到着時間が得られる。
累積カウンタ２１０、オフセットカウンタ２１４、そして加算器２１５も、フレームバッファ２０８から得られるフレームデータの到着時間を、サンプリングクロック生成器２０４が生成するサンプリングクロックを基準に計時し、当該フレームデータのフレームタイミングとして出力する、フレーム時間生成部ともいえる。

赤外線カメラ１０４及びＣＣＤカメラ１０５は、フレーム単位のデータを発生するので、フレームデータ発生源とも言える。
熱画像データファイル２０７と動画像ファイル２０９は、フレーム単位のデータが記録されるので、フレームデータファイルとも言える。

データ記録部１０６では、一つのフレームデータ発生源に対し、フレームバッファとオフセットカウンタと加算器が設けられ、上述のようにフレームデータの到着時間（フレームタイミング）を、サンプリングクロック生成器２０４が生成するサンプリングクロックを基準に計時する。図２では、フレームデータ発生源として赤外線カメラ１０４とＣＣＤカメラ１０５の二つがデータ記録部１０６に接続されているので、フレームバッファ、オフセットカウンタそして加算器の組が二つずつ設けられている。もしも、フレームデータ発生源が一つだけ接続される場合は、フレームバッファ、オフセットカウンタそして加算器の組は一つだけになる。接続されるフレームデータ発生源の数が増えれば、前述の組の数もそれに連れて増やす必要がある。

累積カウンタ２１０と計時用クロック生成器２１１はそれぞれ一つずつ設けられているが、オフセットカウンタと加算器はフレームバッファ毎、つまり赤外線カメラ１０４或はＣＣＤカメラ１０５毎に設けられている。

以上に示した、センサデータファイル２０５、熱画像データファイル２０７、動画像ファイル２０９、フレームタイミングファイル２１６は、ＯＳが提供するファイルシステム２１７を通じて、不揮発性ストレージ１０７内に作成され、データが逐一記録される。

図３はフレームタイミングファイル２１６のデータ形式の一例を示す図である。
フレームタイミングファイル２１６はプレーンテキストファイルであり、データは改行コードで区切られる。
一行目には熱画像データファイル２０７のファイル名が記録される。ファイル名を示すために、当該行には行末に「：」（コロン）が付される。
二行目以降は、熱画像データのフレーム毎の到着時間が、一行ずつ百分の一秒単位で記録されている。
熱画像データのフレーム毎の到着時間を示すデータの終端行には、空行、つまり改行コードのみの行が設けられる。この改行コードのみの行を挟んで、次に動画像ファイル２０９のファイル名が来る。
次の行以降は、動画像データのフレーム毎の到着時間が、一行ずつ百分の一秒単位で記録されている。

図４はデータ再生部１０９の機能ブロック図である。
不揮発性ストレージ１０７に格納されているセンサデータファイル２０５は、ファイルシステム２１７を通じて描画処理部４０２によって読み出される。読み出しのタイミングは再生クロック生成器４０８によって決定される。

不揮発性ストレージ１０７に格納されている熱画像データファイル２０７は、ファイルシステム２１７を通じて一フレーム分のデータ毎にフレームバッファ２０６に読み出される。読み出しのタイミングは再生タイミング調整部４０３によって調整される。フレームバッファ２０６から取り出される熱画像データは、熱画像描画部４０４によって赤外線の強度を示す各ピクセル毎に色や白黒の濃淡のデータに変換される。

同様に、不揮発性ストレージ１０７に格納されている動画像ファイル２０９も、ファイルシステム２１７を通じて一フレーム分のデータ毎にフレームバッファ２０８に読み出される。読み出しのタイミングは再生タイミング調整部４０３によって調整される。フレームバッファ２０８から取り出される動画像データは、動画像描画部４０５によって描画処理される。

再生タイミング調整部４０３は、フレームタイミングファイル２１６に記録されている各フレームデータのフレームタイミングを読み出して、読み出した各フレームデータのフレームタイミングに基づき、再生クロック生成器４０８と計時用クロック生成器２１１を用いて、フレームバッファ２０６及び２０８に対して各フレームデータの読み出しのタイミングパルスを与える。

画面合成処理部４０６は、描画処理部４０２と熱画像描画部４０４と動画像描画部４０５から得られた動画像データを受けて、ＬＣＤディスプレイよりなる表示部１１０にこれらの動画像を同時に表示する合成処理を行う。なお、一画面に複数の動画像を表示するレイアウト情報は、予め不揮発性ストレージ１０７に格納している配置定義ファイル４０７に記憶されている。

図５は再生タイミング調整部４０３の内部ブロック図である。図５中、タイミング生成部５０６と５０７は、全く同じ構成であるので、ここではタイミング生成部５０６のみ説明し、タイミング生成部５０７については説明を割愛する。
読み出し制御部５０２は、フレームタイミングファイル２１６から、一フレーム毎のフレームタイミングデータを取り出す。
比較器５０３は、加算器２１３の出力と読み出し制御部５０２から得られたフレームタイミングデータとを比較して、加算器２１３の出力がフレームタイミングデータの値と等しくなった時に論理値「真」を出力する。この比較器５０３から出力される、論理値「真」の出力は、読み出し制御部５０２に与えられ、次のフレームタイミングデータを読み出すトリガとなる。

一方、再生クロック生成器４０８が生成する再生クロックは、累積カウンタ２１０とオフセットカウンタ２１２にそれぞれ与えられる。オフセットカウンタ２１２は、計時用クロック生成器２１１からの計時用クロックを計数するカウンタであるが、再生クロック生成器４０８が生成する再生クロックでリセットされる。
累積カウンタ２１０から得られる経過時間データとオフセットカウンタ２１２から得られるオフセット時間は、加算器２１３で加算される。つまり、加算器２１３は、再生クロック生成器４０８が生成する再生クロックを基準とする、計時用クロック生成器２１１の分解能での時間情報を出力する。したがって、比較器５０３は、この時間情報をフレームタイミングファイル２１６から得られたフレームを出力するフレームタイミングデータの値と比較して、値が一致したら再生のためのトリガパルスを出力するのである。

以上に示したように、本実施形態のデータ記録再生装置１０２は、全くデータの出力タイミングが異なる複数のデータを同時に時系列に記録し、記録されたそれぞれのデータを同じ時間軸で再生することができる。そして、その再生タイミングは計時用クロック生成器２１１の分解能にて保証される。

タイミング生成部５０６は、熱画像データファイル２０７を読み出すフレームバッファ２０６に再生タイミングパルスを与える。
また、タイミング生成部５０７は、動画像ファイル２０９を読み出すフレームバッファ２０８に再生タイミングパルスを与える。
このように、熱画像データファイルや動画像ファイルの数（記録時に接続されるカメラの数＝チャンネル数）が増える毎に、対応するタイミング生成部が設けられる。

図６は、表示部１１０に表示される表示画面の一例を示す概略図である。
表示領域６０３ａは、センサ１０３ａから得られて記録された計測値の、時間軸上の変化を示す領域である。曲線６０４ａはセンサ１０３ａから得られて記録された計測値のレベルを示す。
同様に、表示領域６０３ｂは、センサ１０３ｂから得られて記録された計測値の、時間軸上の変化を示す領域である。曲線６０４ｂはセンサ１０３ｂから得られて記録された計測値のレベルを示す。
また同様に、表示領域６０３ｃは、センサ１０３ｃから得られて記録された計測値の、時間軸上の変化を示す領域である。曲線６０４ｃはセンサ１０３ｃから得られて記録された計測値のレベルを示す。
そして、表示領域６０３ｄは、センサ１０３ａ、センサ１０３ｂ及びセンサ１０３ｃから得られて記録された計測値に、所定の演算処理を施した結果を時間軸上で示す領域である。曲線６０４ｄは演算結果の時間軸上の変化を示す。演算処理としては、例えば加減算、乗除算等の四則演算の他に、微分、積分等の演算処理等が挙げられる。このような演算処理は、画面合成処理部４０６にて行われる。

表示領域６０３ａ、６０３ｂ、６０３ｃ及び６０３ｄは縦に一列に並んでいる。
一方、カーソル６０７はこれら表示領域６０３ａ、６０３ｂ、６０３ｃ及び６０３ｄ上を、再生する時間に応じて位置が左から右に移動する。カーソル６０７の描画は、描画処理部４０２が再生クロック生成器４０８からの再生クロックを受けることによって行われる。

動画像表示領域６０５は、ＣＣＤカメラ１０５から得られて記録された動画像データを示す領域である。
熱画像表示領域６０６は、赤外線カメラ１０６から得られて記録された熱画像データを示す領域である。
一つの表示画面６０２の中に、各種の計測値の時間軸上の変化を示す領域６０３と、動画像を表示する動画像表示領域６０５と熱画像を表示する熱画像表示領域６０６が同時に表示され、更にカーソル６０７が領域６０３の再生時点を指し示している。
このように画面を構成することにより、動画像表示領域６０５に表示される動画像、或は熱画像表示領域６０６に表示される熱画像に見出される変化と、表示領域６０３ａ乃至６０３ｄの曲線６０４ａ乃至６０４ｄに見出される変化の相関の有無を、目視で確認することができる。

図７は、データ記録部１０６に備わっている、赤外線画像記録制御部の機能ブロック図である。赤外線画像記録制御部１１３は、図２の赤外線カメラ１０４とフレームバッファ２０６との間、及びフレームバッファ２０６とファイルシステム２１７との間に設けられて、赤外線カメラ１０４における異機種接続機能を実現する。
入力インターフェース７０２としては、図７に示す通り、ＵＳＢ、ＬＡＮ、そしてＩＥＥＥ１３９４が設けられている。接続検出部７０３は、これら入力インターフェース７０２に赤外線カメラが接続されたことを検出する。
機種判別部７０４は、機種判別手順テーブル７０５に記述されている機種判別手順に則って、入力インターフェース７０２に接続された赤外線カメラの機種を特定する。この例では、二つの種類の赤外線カメラ１０４ａ及び１０４ｂがあるものとする。
コマンド変換部７０６は、機種判別部７０４から得られた赤外線カメラの機種情報に基づき、機種別コマンドテーブル７０７から当該機種に応じたコマンド体系を選択する。そして、制御部１１１から受け取る赤外線カメラを操作するための各種命令を当該赤外線カメラに適合するコマンドに変換して、赤外線カメラへ送信する。
データ形式変換部７０８は、機種判別部７０４から得られた赤外線カメラの機種情報に基づき、赤外線カメラから受信して作成された「生の熱画像データファイル」（以下「生ファイル７０９」）を、適合するコンバータ７１０によって変換済みファイル７１１に変換する。

図８（ａ）及び（ｂ）は、機種判別手順テーブル７０５及び機種別コマンドテーブル７０７の一例である。
図８（ａ）に示す、機種判別手順テーブル７０５の「機種名」フィールドには、赤外線カメラの機種名を示す文字列が格納される。
「送信コマンド」フィールドには、赤外線カメラの機種を特定するために用いるコマンド文字列が格納される。
「リザルトコード」フィールドには、赤外線カメラが「送信コマンド」フィールドに格納されているコマンド文字列を受信した時、それが正しい場合に、赤外線カメラが返答する文字列が格納される。
「コンバータファイル名」フィールドには、赤外線カメラから得られる生ファイル７０９を変換済みファイル７１１に返還するためのコンバータの実行ファイル名が格納される。

図８（ｂ）に示す、機種別コマンドテーブル７０７の「機種名」フィールドは、機種判別手順テーブル７０５のそれと同じである。
「操作コマンド」フィールドは、接続される赤外線カメラをどのような状態にしたいのかを記す内部コマンドの文字列が、機種別毎に複数記録されている。
「送信コマンド」フィールドは、接続される赤外線カメラに対して送信するコマンドの文字列が、機種別毎に複数記録されている。
「リザルトコード」フィールドは、正常実行時に赤外線カメラから返送されるリザルトコード文字列である。

図９は、機種判別部７０４が実行する赤外線カメラの機種判別の手順を示すフローチャートである。
処理を開始すると（ステップＳ９０１）、図示しないカウンタ変数ｉを１に初期化する（ステップＳ９０２）。
これ以降はループ処理である。最初に、機種判別手順テーブル７０５のｉ番目のレコードに記録されている、機種判別手順を実行する（ステップＳ９０３）。そしてその直後、図示しないタイマを起動する（ステップＳ９０４）。そして、赤外線カメラからリザルトコードが来たか否かを（ステップＳ９０５）、タイムアウトになるまで（ステップＳ９０６のＹ）、繰り返し確認する。

リザルトコードが来たら（ステップＳ９０５のＹ）、そのリザルトコードが機種判別手順テーブル７０５のｉ番目のレコードの「リザルトコード」フィールドに記録されているものと同じものであるか否かを確認する（ステップＳ９０７）。このステップＳ９０７で、リザルトコードの文字列が一致したら（ステップＳ９０７のＹ）、機種判別手順テーブル７０５のｉ番目のレコードの「機種名」フィールドに記録されている赤外線カメラの機種名を、制御部１１１、コマンド変換部７０６及びデータ形式変換部７０８に設定して（ステップＳ９０８）、処理を終了する（ステップＳ９０９）。

ステップＳ９０５のＮの時点から、リザルトコードを待っていても来ないでタイムアウトになってしまった場合（ステップＳ９０６のＹ）、またはリザルトコードが一致しなかった場合（ステップＳ９０７のＮ）には、現在接続されている赤外線カメラが、機種判別手順テーブル７０５のｉ番目のレコードに記録されている機種ではないことを示している。したがって、次の機種判別手順を実行するために、カウンタ変数ｉをインクリメントする（ステップＳ９１０）。次に、ここで注目する、機種判別手順テーブル７０５のｉ番目のレコードの「送信コマンド」フィールドに記録されている送信コマンド文字列を見る。そして、この「送信コマンド」が、直前のレコードの「送信コマンド」と異なる文字列であるか否かを判断する（ステップＳ９１１）。つまり、直前の機種判別用送信コマンドと現在実行しようとする送信コマンドが異なるものであるか否かを確認するのである。

もし、送信コマンドが同じ文字列であれば、以前のレコードで送信した送信コマンドで得ているリザルトコードが、機種判別手順テーブル７０５の現在（ｉ番目）のレコードに記録されている「リザルトコード」フィールドに記録されているものと一致しているかもしれない。そこで、同じ送信コマンドを再送信せずに、リザルトコードの一致だけを確認する（ステップＳ９１１のＮからＳ９０７）。

送信コマンドが一致していない場合は（ステップＳ９１１のＹ）、次に機種判別手順テーブル７０５の終端に到達したか否かを判断する（ステップＳ９１２）。終端に到達していないならば（ステップＳ９１２のＮ）、ステップＳ９０３に戻り、再び機種判別手順を実行する。ステップＳ９１２で、終端に到達したと判断された場合は、機種判別手順テーブル７０５に記録されている全ての機種判別手順を実行したにもかかわらず、赤外線カメラの機種を特定することができなかったことになる。そこで、表示部１１０にエラー表示を行い（ステップＳ９１３）、処理を終了する（ステップＳ９０９）。

図１０は、赤外線カメラの機種を判別した後の、データ記録再生装置１０２の全体的な動作の流れを示すフローチャートである。このフローチャートは、赤外線カメラの制御動作とデータ変換処理とを示すものである。
処理を開始すると（ステップＳ１００１）、操作部１１２はユーザからの操作を待つ（ステップＳ１００２）。操作部１１２がユーザから操作を受けると、制御部１１１はその操作が録画コマンド（「ＲＥＣ」）であるか否かを確かめる（ステップＳ１００３）。録画コマンドであれば（ステップＳ１００３のＹ）、制御部１１１は録画フラグを上げて（ステップＳ１００４）、現在接続している赤外線カメラに適合したコマンドに変換して送出し（ステップＳ１００５）、処理を終了する（ステップＳ１００６）。なお、このフローチャートの処理は、操作部１１２からコマンドの入力があった時に実行されるので、実質的に無限ループとなっている。

ステップＳ１００３で録画コマンドでないと判明したら（ステップＳ１００３のＮ）、制御部１１１は次にコマンドが停止コマンドであるか否かを判断する（ステップＳ１００７）。このステップＳ１００７で、停止コマンドであると判定された場合は（ステップＳ１００７のＹ）、次に制御部１１１は録画フラグが上がっているか否かを確認する（ステップＳ１００８）。ここで、録画フラグが上がっていなければ（ステップＳ１００８のＮ）、ステップＳ１００５と同様に、コマンド変換及び送出処理を行って（ステップＳ１００９）、処理を終了する（ステップＳ１００６）。
なお、ステップＳ１００７で停止コマンドでないと判定された場合も（ステップＳ１００７のＮ）、コマンド変換及び送出処理を行って（ステップＳ１００９）、処理を終了する（ステップＳ１００６）。

ステップＳ１００８で録画フラグが上がっている場合（ステップＳ１００８のＹ）は、現時点で録画を停止する処理を行う必要がある。したがって、制御部１１１は録画フラグを下ろし（ステップＳ１０１０）、コマンド変換・送出処理を行い（ステップＳ１０１１）、そして得られた生ファイル７０９を変換済みファイル７１１に変換するための、データコンバート処理を行う（ステップＳ１０１２）。そして、一連の処理を終了する（ステップＳ１００６）。

図１１は、コマンド変換・送出処理の流れを示すフローチャートである。
処理を開始すると（ステップＳ１１０１）、先ず機種別コマンドテーブル７０７に従って、該当機種名の操作コマンドに対応する送信コマンドを送出する（ステップＳ１１０２）。次に、当該送信コマンドがリザルトコードを必要とするものなのかを判断する（ステップＳ１１０３）。機種別コマンドテーブル７０７の「リザルトコード」フィールドが空であれば、リザルトコードは不要である（ステップＳ１１０３のＮ）ので、この時点で処理は終了する（ステップＳ１１０４）。

リザルトコードを必要とするコマンドである場合は（ステップＳ１１０３のＹ）、先ずタイマを起動する（ステップＳ１１０５）。リザルトコードが所定時間以内に来たか否か（ステップＳ１１０６）を、タイムアウトになるまで（ステップＳ１１０７のＹ）繰り返し確認する。
所定時間以内にリザルトコードが来たのであれば（ステップＳ１１０６のＹ）、受信したリザルトコードが機種別コマンドテーブル７０７の「リザルトコード」フィールドに記録されているものと同じものであるか否かを判断する（ステップＳ１１０８）。もし一致していれば（ステップＳ１１０８のＹ）、正常終了となる（ステップＳ１１０４）。

所定時間を経過してもリザルトコードが来なかった場合（ステップＳ１１０７のＹ）、またはリザルトコードが一致しなかった場合（ステップＳ１１０８のＮ）は、いずれの場合も異常状態であるので、表示部１１０にエラー表示を行い（ステップＳ１１０９）、処理を終了する（ステップＳ１１０４）。

図１２（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、熱画像データファイル２０７のデータ形式を説明する図である。
図１２（ａ）に示す変換済みファイル７１１は、データ記録再生装置１０１が内部で取り扱うデータの形式（データフォーマット）を示す。この変換済みファイル７１１は、ヘッダ７１１ａと本体７１１ｂで構成されている。ヘッダ７１１ａには機種名、補正データ情報、本体部分のデータ長、記録開始日時が記録されている。本体７１１ｂには熱画像データを構成する各ピクセルのデータが１バイトずつ記録されている。
なお、補正データ情報とは、赤外線カメラがどの温度範囲で対象物の熱画像を撮影したのかを示す情報である。熱画像データを構成する一つのピクセルが表現できるデータの分解能を最大限有効に使うために、この補正データ情報が必要になる。

図１２（ｂ）に示す生ファイル１２０２は、赤外線カメラ１０４ａが出力するデータの形式（データフォーマット）を示す。この生ファイル１２０２は、ヘッダ１２０２ａと本体１２０２ｂとフッタ１２０２ｃで構成されている。また、ヘッダ１２０２ａには機種名、補正データ情報、本体部分のデータ長（本体１２０２ｂのデータ長）が記録されている。そしてフッタ１２０２ｃには収録開始日時と収録終了日時が記録されている。

図１２（ｃ）に示す生ファイル１２０３は、赤外線カメラ１０４ｂが出力するデータの形式を示す。この生ファイル１２０３は、ヘッダ１２０３ａと本体１２０３ｂで構成されている。また、ヘッダ１２０３ａには記録開始日時、補正データ情報、本体部分の列データ長が記録されている。
この生ファイル１２０３の特徴的な点は、本体部分の各ピクセルを表すデータの記録順が、変換済みファイル７１１のそれとは逆である。つまり、生ファイル１２０３から変換済みファイル７１１の形式に変換するには、本体１２０３ｂからデータを列データ長毎に読み出した後、データの格納順を逆にする並べ替え処理を行う必要がある。

図１３と図１４は、データ形式変換部７０８によって実行されるデータコンバート処理の一例を示す図である。
図１３は、データコンバートの流れの一例を示すフローチャートである。図１２（ｂ）の生ファイル１２０２から変換済みファイル７１１へ変換する処理を想定している。
処理を開始すると（ステップＳ１３０１）、先ずヘッダを取り出して所定の情報を読み出す（ステップＳ１３０２）。このヘッダから本体のデータサイズを取得した（ステップＳ１３０３）後、カウンタを初期化する（ステップＳ１３０４）。
次に、本体から１バイトのデータを読み込み、変換処理を行う（ステップＳ１３０５）。次に、カウンタの値と本体のデータサイズとを比較して、本体の終端に至ったか否かを判断する（ステップＳ１３０６）。このステップＳ１３０６で、未だ本体の終端に至っていないと判定された場合は（ステップＳ１３０６のＮ）、カウンタをインクリメントして（ステップＳ１３０７）、次のデータを読み込み、変換処理を続ける。
そして、ステップＳ１３０６で、本体の終端に到達したと判定された場合（ステップＳ１３０６のＹ）、つまりカウンタの値が本体のデータサイズと等しくなった場合には、本体のデータ変換処理を完遂したこととなるので、次にフッタを読み込み、所定のデータを取り出して（ステップＳ１３０８）、一連の処理を終了する（ステップＳ１３０９）。

図１４は、データコンバートの別の流れの一例を示すフローチャートである。図１２（ｃ）の生ファイル１２０３から変換済みファイル７１１へ変換する処理を想定している。
処理を開始すると（ステップＳ１４０１）、先ずヘッダを取り出して所定の情報を読み出す（ステップＳ１４０２）。このヘッダから本体のデータサイズと列データ長を取得した（ステップＳ１４０３）後、カウンタを初期化する（ステップＳ１４０４）。
次に、本体から列データ長に基づいて一列分のデータを読み込み、変換処理を行う（ステップＳ１４０５）。次に、カウンタの値と本体のデータサイズとを比較して、本体の終端に至ったか否かを判断する（ステップＳ１４０６）。このステップＳ１４０６で、未だ本体の終端に至っていないと判定された場合は（ステップＳ１４０６のＮ）、カウンタを列データ長でインクリメントして（ステップＳ１４０７）、次の列データを読み込み、変換処理を続ける。
そして、ステップＳ１４０６で、本体の終端に到達したと判定された場合(Ｓ１４０６のＹ）、つまりカウンタの値が本体のデータサイズと等しくなった場合は、本体のデータ変換処理を完遂したこととなる。この場合、この生データにはフッタがないので、この時点で一連の処理を終了したこととされる（ステップＳ１４０８）。

本実施形態は、以下のような応用例が可能である。
（１）サンプリングクロック生成器２０４が生成するサンプリングクロックの周期が短い場合は、計時用クロック生成器２１１が生成する計時用クロックを設けなくてもよい。この場合は、オフセットカウンタ２１２及び２１４、そして加算器２１３及び２１５は不要になり、フレームバッファ２０６から来るフレームタイミングを累積カウンタ２１０の値で出力するためのラッチ回路を、加算器２１３及び２１５の代わりに設けることとなる。
或は、計時用クロック生成器２１１が生成する計時用クロックの周波数が、サンプリングクロック生成器２０４が生成するサンプリングクロックの周波数と等しくてもよい。

（２）データ再生部１０９の再生クロック生成器４０８が出力する再生クロックの周波数は、可変にすることができる。周波数を高くすればデータ再生速度が早くなり、周波数を低くすればデータ再生速度が遅くなる。
また、フレームタイミングファイル２１６に記録されているフレームタイミングデータを逆順に読み出すことができるように、再生タイミング調整部４０３を構成することにより、データの逆方向再生もできるようになる。

以上、本発明の実施形態例としてのデータ記録再生装置について詳細に説明した。上述したように、
デジタルで記録する複数の計測値のうち、最も周期が短いサンプリングクロックに基づき、他の周期が長いデータが来るタイミングのオフセット時間を計測して、サンプリングクロックに基づくフレームタイミングをファイルとして記録した。このフレームタイミングが記録されたファイルに基づいてデータを再生することで、記録時のフレームタイミングを正確に再現することができるようになる。

また、コマンド体系の異なる複数の赤外線カメラを共通に利用できるよう、カメラの機種を識別する機能と、検出した機種に対応してコマンドを変換するテーブルを用意した。更に、複数のカメラから得られる異なるフォーマットのデータを共通の単一のデータフォーマットに変換する機能も用意した。これらの機能を備えることで、異機種の赤外線カメラについて特に意識することなく接続し、利用が可能になる。

以上、本発明の実施形態例について説明したが、本発明は上記実施形態例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、他の変形例、応用例を含む。

引用符号の説明

１０２…データ記録再生装置、１０３…センサ、１０４…赤外線カメラ、１０５…ＣＣＤカメラ、１０６…データ記録部、１０７…不揮発性ストレージ、１０８…データファイル、１０９…データ再生部、１１０…表示部、１１１…制御部、１１２…操作部、１１３…赤外線画像記録制御部、２０２…アンプ、２０３…Ａ／Ｄ変換器、２０４…サンプリングクロック生成器、２０５…センサデータファイル、２０６…フレームバッファ、２０７…熱画像データファイル、２０８…フレームバッファ、２０９…動画像ファイル、２１０…累積カウンタ、２１１…計時用クロック生成器、２１２、２１４…オフセットカウンタ、２１３、２１５…加算器、２１６…フレームタイミングファイル、２１７…ファイルシステム、４０２…描画処理部、４０３…再生タイミング調整部、４０４…熱画像描画部、４０５…動画像描画部、４０６…画面合成処理部、４０７…配置定義ファイル、４０８…再生クロック生成器、５０２、５０４…読み出し制御部、５０３、５０５…比較器、６０３ａ、６０３ｂ、６０３ｃ、６０３ｄ…表示領域、６０４ａ、６０４ｂ、６０４ｃ、６０４ｄ…曲線、６０７…カーソル、６０５…動画像表示領域、６０６…熱画像表示領域、７０２…入力インターフェース、７０３…接続検出部、７０４…機種判別部、７０５…機種判別手順テーブル、７０６…コマンド変換部、７０７…機種別コマンドテーブル、７０８…データ形式変換部、７０９…生ファイル、７１０…コンバータ、７１１…変換済みファイル、１２０２、１２０３…生ファイル

Claims (4)

1. アナログ信号をデジタル変換するＡ／Ｄ変換器と、
   前記Ａ／Ｄ変換器にサンプリングクロックを供給するサンプリングクロック生成器と、
   前記サンプリングクロック以上の周波数の高分解能クロックを発生する高分解能クロック生成器と、
   前記サンプリングクロックを累積加算して経過時間を出力する累積カウンタと、前記高分解能クロックを計数して計数値を出力し前記サンプリングクロックでリセットされるオフセットカウンタと、前記累積カウンタの出力データと前記オフセットカウンタの出力データを加算する加算器とを備え、外部に接続される前記サンプリングクロックより低いフレームレートのデータを発生するフレームデータ発生源から来るフレームデータの到着時間を、前記サンプリングクロックを基準にして、フレームタイミングとして出力するフレーム時間生成部と、
   前記Ａ／Ｄ変換器のデジタルデータ出力をセンサデータファイルとして、前記フレームデータをフレームデータファイルとして、前記フレームタイミングをフレームタイミングファイルとして、不揮発性ストレージにそれぞれ記録するファイルシステムと
   を備えるデータ記録再生装置。
2. 更に、
   前記センサデータファイルに記録されているデータを再生用クロックに基づいて描画処理を行う第一描画処理部と、
   前記フレームタイミングファイルに記録されているフレームタイミングを読み込み、前記再生用クロックを用いて前記フレームデータファイル内の前記フレームデータの再生タイミングパルスを生成する再生タイミング調整部と、
   前記再生タイミングパルスに基づいて前記フレームデータの描画処理を行う第二描画処理部と、
   前記第一描画処理部及び前記第二描画処理部のそれぞれの出力画像を合成する画面合成処理部と、
   前記画面合成処理部にて合成された合成出力画像を表示する表示部と、
   を備える請求項１記載のデータ記録再生装置。
3. 更に、
   第一のフレームデータ発生源と第二のフレームデータ発生源の種別を識別するための機種判別手順が記憶されている機種判別手順テーブルと、
   前記機種判別手順テーブルに記憶されている前記機種判別手順を一つ以上実行して、接続されているフレームデータ発生源が前記第一のフレームデータ発生源であるか或は前記第二のフレームデータ発生源であるかを判別する機種判別部と、
   前記接続されているフレームデータ発生源を操作するための命令を送出する制御部と、
   前記第一のフレームデータ発生源と前記第二のフレームデータ発生源のコマンドと前記制御部が発する命令とが対応付いて記憶されている機種別コマンドテーブルと、
   前記命令を前記機種判別部の判別結果に基づいて前記機種別コマンドテーブルのレコードを選択して前記接続されているフレームデータ発生源に適合するコマンドに変換して前記接続されているフレームデータ発生源に前記コマンドを送信するコマンド変換部と
   を備える請求項２記載のデータ記録再生装置。
4. 更に、
   前記機種判別部の判別結果に基づいて複数存在するコンバータの一を選択して実行し、前記接続されているフレームデータ発生源が生成した前記フレームデータファイルを別形式のファイルに変換するデータ形式変換部と
   を備える請求項３記載のデータ記録再生装置。