JPH09319523A - ディジタル映像信号の記録再生制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ディジタル映像信号の連続的な転送を保証し
つつ高速なデータ転送を可能とする。 【解決手段】 コンピュータのオペレーティングシステ
ムがもつホストシステム４内のファイルシステム（第１
のファイルシステム）とは別に、ハードディスクに記録
再生されるディジタル映像信号のアドレスを直接管理す
る映像信号用ファイルシステム３（第２のファイルシス
テム）を設け、第１のファイルシステムは、第２のファ
イルシステム３を介して間接的にディジタル映像信号を
管理制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、データの記録再生
を効率良く実行できるディジタル映像信号の記録再生制
御装置に関する。

【０００２】［発明の概要］本発明は、映像信号のよう
な高ビットレートで連続的なディジタル信号をコンピュ
ータ装置によって制御される記録再生装置に記録再生す
るに当たり、コンピュータ装置のオペレーティングシス
テムの持つファイルシステム（第１のファイルシステ
ム）とは独立に、映像信号の記録再生を効率良く行える
ファイルシステム（第２のファイルシステム）を用いて
記録再生を制御する技術に関する。本発明では、コンピ
ュータ装置と記録装置間のインタフェースを実行するデ
ィジタル映像信号の転送制御装置において、ディジタル
映像信号の連続的な転送を保証し、かつ高速な転送を実
現するものである。

【０００３】

【従来の技術】従来のハードディスク装置においては、
ホストシステムと、ハードディスクを駆動するディスク
ドライブ装置とをインタフェース回路により接続し、ホ
ストシステムのオペレーティングシステムの下にあるフ
ァイルシステムによって記録再生されるディジタルデー
タが管理制御されている。このファイルシステムはオペ
レーティングシステム毎に固有の方法が採用されてお
り、代表的なものとしてはＤＯＳのＦＡＴ（File Alloc
ation Table ）がある。ＦＡＴはディスク内のファイル
の物理的な配置を記録したテーブルをいい、通常、同じ
ディスクに記録されており、コンピュータはこれに従っ
てファイルをアクセスする。

【０００４】従来からあるファイルシステムは、ハード
ディスク装置に記録再生するディジタルデータが文書や
図形などの基本サイズの小さいバースト的なデータであ
ることを前提に設計されている。したがって、記録再生
するディジタルデータを４ｋバイトから３２ｋバイトの
サイズを基本単位としてアドレスを付加して、ハードデ
ィスク装置の記録・再生データを管理制御するようにし
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、ハー
ドディスク装置に、従来の文書や図形以外に映像信号の
ディジタルデータを記録再生するアプリケーションが増
加してきている。映像信号は、従来の文書や図形のディ
ジタルデータとは異なり、１画面を構成する基本データ
サイズが大きく、しかも連続的に長時間の処理が必要と
なる。例えば、映像フィールドサイズのデータは１／６
０秒間で、映像フレームサイズのデータは１／３０秒間
で連続的に流れる必要がある。従来のインタフェース回
路で映像信号を転送した場合、図３に示すようにデータ
転送の特性を持っている。図３において、横軸はクラス
タ番号を、縦軸はデータ転送速度を示しており、クラス
タによってデータ転送速度が著しく相違する。これは、
インタフェース回路がホストシステムのオペレーティン
グシステムによる処理時間などの統計的なパラメータに
より映像信号と非同期なデータ入出力を行うからであ
る。このため、インタフェースデバイス規格上の最大転
送速度はバースト的に実現できても、連続的にはかなり
低速なデータ転送になってしまう。映像信号を記録する
際には、バッファを使用してデータの連続性をとる工夫
をしているが、平均的な転送速度が大きく−変動する場
合があるので、完全には連続性は保証できない。特にデ
ータが高ビットレートになる程、転送効率が悪くなり、
その連続性の確保が益々難しくなるという問題点があっ
た。

【０００６】例えば、無圧縮の現行テレビジョンコンポ
ジット信号をハードディスク装置にて記録再生する場
合、その映像信号のフレームサイズを基本処理単位に設
定したとすると、約４８０ｋバイトが最小アクセスサイ
ズに相当し、この４８０ｋバイトを１５（３２ｋバイト
を基本単位とした場合）から１２０（４ｋバイトを基本
単位とした場合）のブロックに分割して管理することに
なる。このため、１フレームのデータを記録再生するた
めに、何回もファイルシステムをアクセスする必要が生
じ、大きな処理遅延となっていた。また、映像信号の基
本処理単位のデータサイズが、オペレーティングシステ
ムにおけるファイルシステムが管理している最小データ
サイズの整数倍になっていない場合には、映像信号の基
本処理単位毎に、その最後のデータブロック長の不整合
による記録容量の効率低下が生じる。

【０００７】従来は、ハードディスク装置は、コンピュ
ータ装置のオペレーティングシステムによって管理され
るファイルシステムによってデータの記録再生が管理制
御される構造になっており、ファイルシステムにおける
記録再生データのアドレス検索、参照によるハードディ
スク装置へのアクセス遅延が発生する性質がある。従来
のファイルシステムでのアクセス遅延は、映像信号のよ
うにデータサイズが大きくなる程、益々大きくなり、連
続的な転送を行う場合には、さらにその遅延が大きく影
響し、映像信号の連続性が確保できなくなってしまうと
いう問題点があった。このことは、放送局などの高品質
な映像を扱う場合に、特に大きな問題点になっていた。

【０００８】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、ディジタル映像信号の連続的な転
送を保証しつつ高速なデータ転送を可能とするディジタ
ル映像信号の記録再生制御装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに請求項１の発明は、コンピュータ装置の制御により
ディジタル映像信号を記録再生装置に記録すると共に、
この記録再生装置からディジタル映像信号を再生するデ
ィジタル映像信号の記録再生制御装置において、前記コ
ンピュータのオペレーティングシステムがもつ第１のフ
ァイルシステムとは別に、前記記録再生装置に記録再生
されるディジタル映像信号のアドレスを直接管理する第
２のファイルシステムを設け、前記第１のファイルシス
テムは、前記第２のファイルシステムを介して間接的に
前記ディジタル映像信号を管理制御することを特徴とす
るものである。

【００１０】上記の構成によれば、コンピュータのオペ
レーティングシステムが本来持っていた第１のファイル
システムとは別に、記録再生装置に記録再生されるディ
ジタル映像信号のアドレスを直接管理する第２のファイ
ルシステムを設け、ディジタル映像信号の記録再生時に
は、この第２のファイルシステムが直接アドレスを管理
するようにしたので、ディジタル映像信号の連続的な転
送が保証され、かつ高速なデータ転送が可能となる。

【００１１】請求項２の発明は、請求項１記載のディジ
タル映像信号の記録再生制御装置において、前記第２の
ファイルシステムは、記録再生対象となるディジタル映
像信号の基本処理単位のデータサイズを基本単位として
記録再生装置の論理的または物理的なアドレスを付加し
てデータ管理を行うことを特徴とするものである。

【００１２】上記の構成によれば、記録再生されるディ
ジタル映像信号の基本処理単位毎にその論理的または物
理的なアドレスを付加して管理制御するようにしたの
で、データブロック長の不整合による記録容量の効率低
下が防止され、記録再生を効率良く行うことができ、高
速な連続データ転送が可能となる。

【００１３】請求項３の発明は、請求項１または２記載
のディジタル映像信号の記録再生制御装置において、記
録再生対象となるディジタル映像信号が無圧縮の信号で
ある場合、管理制御のデータ基本単位をフィールドデー
タサイズまたはフレームデータサイズとすることを特徴
とするものである。

【００１４】上記の構成によれば、無圧縮信号の記録再
生において管理制御のデータ基本単位を、フィールドデ
ータサイズまたはフレームデータサイズとしたので、無
圧縮信号の場合においても記録再生時のデータ転送を効
率良く行うことができ、高速な連続データ転送が可能と
なる。

【００１５】請求項４の発明は、請求項１または２記載
のディジタル映像信号の記録再生制御装置において、記
録再生対象となるディジタル映像信号が圧縮処理された
信号である場合には、管理制御のデータ基本単位を、圧
縮処理の基本データサイズとすることを特徴とするもの
である。

【００１６】上記の構成によれば、圧縮信号の記録再生
において管理制御のデータ基本単位を、圧縮処理の基本
データサイズとしたので、記録再生時のデータ転送を効
率良く行うことができ、高速な連続データ転送が可能と
なる。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１及び図２は本発明に係るディ
ジタル映像信号の実施の形態を示しており、図１は記録
系の構成を示すブロック図、図２は再生系の構成を示す
ブロック図である。

【００１８】図１に示す記録系は、フィールドメモリ１
と、データサイズカウンタ２と、映像信号用ファイルシ
ステム３と、ホストシステム４と、インタフェースドラ
イバ５とを備えている。また、図２に示す再生系は、記
録系と共用されるフィールドメモリ１、映像信号用ファ
イルシステム３、ホストシステム４及びインタフェース
ドライバ５の他に、コマンドテーブル６を備えている。

【００１９】フィールドメモリ１は、転送レートの変換
に使用され、記録系においては映像入力を１フィールド
単位で一時蓄積してインタフェースドライバ５へ供給す
る。また、再生系においてはインタフェースドライバ５
から供給された映像を１フィールド単位で一時蓄積し映
像出力として外部へ供給する。

【００２０】データサイズカウンタ２は、記録時におい
て、フィールドメモリ１に蓄積される映像入力に対して
１フィールドを１ブロックとして論理的または物理的な
アドレスを付与し、そのアドレスデータを映像信号用フ
ァイルシステム３に供給する。

【００２１】映像信号用ファイルシステム３は、ホスト
システム４内のファイルシステムとは独立した映像信号
用のファイルシステム（第２のファイルシステム）であ
り、データサイズカウンタ２から供給されるアドレスデ
ータを入力して図３に示すようなテーブル形式のアドレ
スデータを生成する。また、再生時においてはコマンド
テーブル６からのデータに基づいて再生するアドレスデ
ータを読み出してインタフェースドライバ５に供給す
る。

【００２２】ホストシステム４は、従来からあるファイ
ルシステムを備えたオペレーティングシステムを備える
と共に、このファイルシステム（第１のファイルシステ
ム）によって映像信号用ファイルシステム３（第２のフ
ァイルシステム）を管理する。

【００２３】インタフェースドライバ５は、フィールド
メモリ１とハードディスク装置との間でディジタル映像
信号の転送を制御するもので、記録時においては、フィ
ールドメモリ１にフィールド単位で蓄積されたディジタ
ル映像信号をハードディスク装置の転送し、再生時にお
いては、ハードディスク装置から１フィールド単位で再
生されたディジタル映像信号をフィールドメモリ１に蓄
積する。

【００２４】コマンドテーブル６は、ＲＡＭで構成さ
れ、ホストシステムから供給される信号を所定のコマン
ドに変換して映像信号用ファイルシステム３に出力する
ものである。

【００２５】次にこの実施の形態の作用を説明する。

【００２６】ハードディスク装置に映像信号を記録する
場合には、入力されるディジタル映像信号を映像の基本
処理単位であるフィールド単位で区切ってフィールドメ
モリ１に書き込む。この時、データサイズカウンタ２で
は、フィールドメモリ１に書き込まれた１フィールドの
ディジタル映像信号を１ブロックとしてアドレスデータ
が付与される。付与されたアドレスデータは映像信号用
ファイルシステム内でテーブル形式で蓄積される。フィ
ールドメモリ１に一時蓄積されたディジタル映像信号は
ホストシステム４からの指令に基づいてインタフェース
ドライバ５を介してハードディスク装置に記録される。

【００２７】上述のようにしてハードディスク装置に記
録されたディジタル映像信号を再生するには、ホストシ
ステム５のオペレーティングシステム上のアプリケーシ
ョンで再生シーケンスを構成し、この再生シーケンスを
コマンドテーブル６にホストシステム４のファイル形式
で書き込む。映像信号用ファイルシステム３では、コマ
ンドテーブル６に書き込まれた再生シーケンスに従っ
て、ハードディスク装置から映像フィールド単位で記録
されているディジタル映像信号を取り出してフィールド
メモリ１内に読み出す。読み出されたディジタル映像信
号は映像信号の再生クロックに同期して出力される。

【００２８】このようにこの実施の形態では、ハードデ
ィスク装置の映像データはホストシステム４におけるオ
ペレーティングシステム内のファイルシステム（第１の
ファイルシステム）とは別のファイルシステム（第２の
ファイルシステム）で管理し、映像データの転送中いコ
ンピュータ装置のオペレーティングシステムを関与させ
ないようにしたので、高速で連続的したディジタル映像
信号の転送が可能となる。

【００２９】また、記録再生するディジタル映像信号の
基本処理単位毎にその論理的または物理的なアドレスを
付加して管理制御するようにしたので、データブロック
長の不整合による記録容量の効率低下が防止され、記録
再生を効率良く行うことができ、高速な連続データ転送
が可能となる。

【００３０】また、この新しいファイルシステムのアド
レスデータは、従来のオペレーティングシステム下のフ
ァイルシステムで管理制御することができるので、汎用
のオペレーティングシステムの下でハードディスク装置
の記録再生データが制御できつつ、記録再生時に大きな
データアドレスアクセス遅延を生じないようにすること
ができる。

【００３１】＜実験例＞次に、以上の転送方法が適用さ
れた具体例として、マルチメディア番組制作のキーデバ
イスとなるスタジオ用高画質ビデオハードディスクの実
験についてその概要を説明する。

【００３２】《実験の背景と目的》ハードディスクは、
高速なランダムアクセスができることから、インタラク
ティブな映像データの取扱いや、ノンリニア編集などＶ
ＴＲではできない機能が実現でき、マルチメディア時代
に必須の映像記録デバイスになりつつある。しかし、ハ
ードディスクはもともとコンピュータのデータ記録用に
設計されているため、スタジオ用映像信号のような高ビ
ットレートで連続的なデータの記録または再生には必ず
しも適さない。

【００３３】そこで、放送局の番組制作設備への導入を
めざして、無圧縮で高ビットレートなディジタル映像信
号を効率良くリアルタイム記録・再生できるビデオハー
ドディスクの研究・開発を進めたものである。

【００３４】《実験の概要》今回高画質な番組制作を目
的として、映像信号に適したインタフェース方式を新た
に提案し、映像信号用高速インタフェース回路を開発し
た。図４には、今回提案する方式と従来方式の連続デー
タ転送レートの比較が示されている。図４に示すよう
に、連続データ転送レートは従来より大幅に改善でき、
１チャンネル当たり１２０Ｍｂｐｓを実現した。

【００３５】ディスクドライブを含めた実験装置の主な
諸元を表１に示す。本装置は、無圧縮の現行テレビディ
ジタル信号を２台のディスクドライブにリアルタイムで
記録・再生でき、番組制作に必要なノンリニア編集、高
速再生、コマ送りなどが可能である。

【００３６】

【表１】

【００３７】《特徴》 映像データを、従来の約２倍のレートで連続的に転
送できるため、無圧縮のスタジオ映像信号を従来のハー
ドディスクに記録・再生できる。 無圧縮のスタジオ映像信号のノンリニア編集、高速
再生、コマ送りがリアルタイムで行える。 インタフェースプロトコルは標準規格のＳＣＳＩに
準拠しており、将来的な互換性、拡張性がある。

【００３８】《今後の展望》高画質かつコンパクトなデ
ィスクカメラやハイビジョンノンリニア編集システムな
どの番組制作設備の開発に応用できる。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように請求項１の発明によ
れば、コンピュータのオペレーティングシステムが本来
持っていた第１のファイルシステムとは別に、記録再生
装置に記録再生されるディジタル映像信号のアドレスを
直接管理する第２のファイルシステムを設け、ディジタ
ル映像信号の記録再生時には、この第２のファイルシス
テムが直接アドレスを管理するようにしたので、ディジ
タル映像信号の連続的な転送が保証され、かつ高速なデ
ータ転送が可能となる。

【００４０】請求項２の発明によれば、記録再生される
ディジタル映像信号の基本処理単位毎にその論理的また
は物理的なアドレスを付加して管理制御するようにした
ので、データブロック長の不整合による記録容量の効率
低下が防止され、記録再生を効率良く行うことができ、
高速な連続データ転送が可能となる。

【００４１】請求項３の発明によれば、無圧縮信号の記
録再生において管理制御のデータ基本単位を、フィール
ドデータサイズまたはフレームデータサイズとしたの
で、無圧縮信号の場合においても記録再生時のデータ転
送を効率良く行うことができ、高速な連続データ転送が
可能となる。

【００４２】請求項４の発明によれば、圧縮信号の記録
再生において管理制御のデータ基本単位を、圧縮処理の
基本データサイズとしたので、記録再生時のデータ転送
を効率良く行うことができ、高速な連続データ転送が可
能となる。

【００４３】以上、本発明を用いることにより、コンピ
ュータ装置によって制御される記録再生装置からのデー
タ転送において、データの連続性を保証しつつ高速な転
送を行うことができることから、高ビットレートな映像
信号をその記録再生装置にリアルタイムで記録再生する
ことが可能となる。これにより、放送局における高品質
の映像記録再生装置を実現したり、映像サーバーにおけ
るマルチユーザー環境、マルチ入出力環境を拡大するこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るディジタル映像信号の記録再生制
御装置における記録系の構成を示すブロック図である。

【図２】本発明に係るディジタル映像信号の記録再生制
御装置における再生系の構成を示すブロック図である。

【図３】映像信号用ファイルシステムで管理されるアド
レスデータを示す説明図である。

【図４】本発明の有効性を示す実験結果の説明図であ
る。

【符号の説明】

１ フィールドメモリ ２ データサイズカウンタ ３ 映像信号用ファイルシステム ４ ホストシステム ５ インタフェースドライバ ６ コマンドテーブル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大島 英男 東京都世田谷区砧一丁目10番11号 日本放 送協会放送技術研究所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コンピュータ装置の制御によりディジタ
   ル映像信号を記録再生装置に記録すると共に、この記録
   再生装置からディジタル映像信号を再生するディジタル
   映像信号の記録再生制御装置において、 前記コンピュータのオペレーティングシステムがもつ第
   １のファイルシステムとは別に、前記記録再生装置に記
   録再生されるディジタル映像信号のアドレスを直接管理
   する第２のファイルシステムを設け、前記第１のファイ
   ルシステムは、前記第２のファイルシステムを介して間
   接的に前記ディジタル映像信号を管理制御することを特
   徴とするディジタル映像信号の記録再生制御装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のディジタル映像信号の記
   録再生制御装置において、 前記第２のファイルシステムは、記録再生対象となるデ
   ィジタル映像信号の基本処理単位のデータサイズを基本
   単位として記録再生装置の論理的または物理的なアドレ
   スを付加してデータ管理を行うことを特徴とするディジ
   タル映像信号の記録再生制御装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載のディジタル映像
   信号の記録再生制御装置において、 記録再生対象となるディジタル映像信号が無圧縮の信号
   である場合、管理制御のデータ基本単位をフィールドデ
   ータサイズまたはフレームデータサイズとすることを特
   徴とするディジタル映像信号の記録再生制御装置。
4. 【請求項４】 請求項１または２記載のディジタル映像
   信号の記録再生制御装置において、 記録再生対象となるディジタル映像信号が圧縮処理され
   た信号である場合には、管理制御のデータ基本単位を、
   圧縮処理の基本データサイズとすることを特徴とするデ
   ィジタル映像信号の記録再生制御装置。