TWI519166B - 影像錄製系統、裝置與錄影時的資料存取方法 - Google Patents

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Description

影像錄製系統、裝置與錄影時的資料存取方法
一種電子系統、裝置與資料存取方法，特別有關於一種影像錄製系統、裝置與錄影時的資料存取方法。
過去的錄影設備是將影像記錄於磁帶上。磁帶的錄製時間與次數是有限的。在長時間錄影時就會將之前錄製的影片覆蓋過去，或者過度覆寫導致影像的衰減。而隨著數位錄影設備與儲存技術的快速發展，錄製數位影像有以下的優點：重複錄製時影像不會產生衰減、錄影間隔可以自行定義、影像檔案可以大量複製與儲存設備的成本低廉等優點。因此許多使用者也開始採用數位影像的錄製設備，使得錄製數位影像可以被廣泛的應用在許多不同的領域之中。舉例來說，影像錄製可以被用在居家照護、保全監視或行車記錄等。
雖然數位影像的錄製有上述的優點，但儲存設備在經過重複的錄製時會產生相應的問題。特別是以快閃記憶體(flash memory)作為儲存設備時，會產生壞塊的問題。請參考第1圖所示，其係為習知技術之資料存取示意圖。一般而言，快閃記憶體120具有多個儲存區塊121，而儲存區塊121係用以存放數位影像的部分資料。由於儲存區塊121會有資料的經常寫入與覆蓋，使得儲存區塊121會出現存取異常的現象。而此一異常的儲存區塊121就是所稱的壞塊122(Bad Block)。
而習知技術中，快閃記憶體的控制器會在資料的寫入過程中即時偵測所寫入的區塊是否為壞塊。若該區塊為壞塊，則控制器會尋找一尚未儲存資料的非壞塊來替換。特別在錄影裝置進行循環錄影的情況下，壞塊的發生機率會較其他快閃記憶體的應用來的高。而目前習知的錄影裝置在快閃記憶體被存滿且壞塊又產生時，快閃記憶體的控制器就容易發生找不到可替換的區塊，這樣將使錄影資料的可靠度大幅降低。可能會造成後續所讀出的影像資料與原始影像資料110不符、該筆原始影像資料110無法寫入或該筆原始影像資料110無法被讀出等問題。若是發生此一情況，輕則將使得讀出的影像資料130在觀看時會有所缺陷。如第1圖的讀出的影像資料130中會產生如虛線的缺口。嚴重時，該份讀出的影像資料130將無法正常播放。
鑒於以上的問題，本發明在於提供一種影像錄製系統，其係應用在解決循環錄影過程中對於檔案覆寫頻繁所造成的壞塊無法替換的問題。
本發明所揭露之影像錄製系統包括快閃記憶體與錄影裝置本體。快閃記憶體具有控制單元、存取結構映射表、壞塊偵測程序與多個儲存區塊。錄影裝置本體連接於快閃記憶體。錄影裝置本體具有處理單元、攝錄單元與儲存單元。錄影裝置本體在錄影前先執行快閃記憶體規劃程序將部分的儲存區塊設定為第一區塊，而其餘的儲存區塊則設定為第二區塊，以為後續替換之用。處理 單元連接於攝錄單元與儲存單元，攝錄單元用以拍攝目標影像檔案。處理單元將目標影像檔案寫入快閃記憶體的第一區塊中。
在目標影像檔案寫入快閃記憶體時，控制單元進行壞塊偵測程序，用以偵測這些目標影像檔案所寫入的第一區塊是否為壞塊。當壞塊偵測程序偵測到欲寫入的第一區塊為壞塊時，控制單元另從這些第二區塊中選擇任一非壞塊，再將目標影像檔案轉寫至所選擇的第二區塊。
本發明另揭示一種影像錄製裝置，其係包括處理單元、攝錄單元與儲存單元。儲存單元儲存快閃記憶體規劃程序；錄影裝置在錄影前先執行快閃記憶體規劃程序將每一個儲存區塊設定為第一區塊或第二區塊，第二區塊為後續替換之用。攝錄單元用以拍攝目標影像檔案；處理單元連接於攝錄單元與儲存單元，處理單元將目標影像檔案寫入快閃記憶體；在目標影像檔案寫入快閃記憶體時，控制單元對所寫入快閃記憶體的第一區塊執行壞塊偵測程序，用以偵測目標影像檔案所寫入的第一區塊是否為壞塊；當壞塊偵測程序偵測到第一區塊為壞塊時，控制單元另從第二區塊中選擇任一非壞塊，再將目標影像檔案轉寫至所選擇的區塊。
本發明所揭露之一種錄影時的資料存取方法包括以下步驟：將快閃記憶體的所有區塊設定為一些第一區塊與一些第二區塊；由錄影裝置拍攝目標影像檔案，並將目標影像檔案寫入第一區塊；在目標影像檔案寫入快閃記憶體時，快閃記憶體控制器同時執行壞塊偵測程序；若欲寫入的第一區塊為壞塊時，則快閃記憶 體從第二區塊中選擇任一非壞塊，並將目標影像檔案轉寫至所選擇的第二區塊中；錄影裝置在完成寫入第二區塊後，快閃記憶體將壞塊記錄於存取結構映射表中，處理單元再將目標影像檔案的剩餘部分寫入其他的第一區塊中。
本發明所提供的影像錄製系統、裝置與錄影時的資料存取方法，可以避免快閃記憶體在有壞塊的情況下將影像錄製於壞塊中，使得影像無法再被順利的讀出。
上述快閃記憶體可內建於影像錄製裝置中，或由錄影裝置本體提供接孔，由使用者自行提供接入。有關本發明的特徵與實作，茲配合圖式作最佳實施例詳細說明如下。
本發明所述的影像錄製系統200可以應用於路口監控、居家看護(home surveillance)或行車記錄(event data recorder，簡稱EDR)，特別是應用在長時間錄影與具有循環錄影機制的錄影裝置中。請參考第2圖所示，其係為本發明之架構方塊示意圖。本發明的影像錄製系統200：包括快閃記憶體210與錄影裝置本體220。
快閃記憶體210的種類可以是但不限定為隨身碟(Flash)、SD(Secure Digital)卡、CF(CompactFlash)卡或其他種類的記憶卡(memory card)。快閃記憶體210具有控制單元211、多個儲存區塊212、存取結構映射表213與壞塊偵測程序214。控制單元211將所接收的資料寫入對應的儲存區塊212中，並於寫入的同時將寫入的資料與儲存區塊212的對應關係記錄至存取結構映射表 213中。此外，存取結構映射表213也會記錄壞塊的所在位置。
錄影裝置本體220可以是但不限定為個人電腦、行動電話、個人數位助理、行車記錄器或監視攝影器材。錄影裝置本體220具有處理單元221、儲存單元222與攝錄單元223。處理單元221連接於儲存單元222與攝錄單元223。儲存單元222儲存一快閃記憶體規劃程序224。
攝錄單元223用以拍攝目標影像。由於錄影裝置本體220的實施態樣有著不同種類，因此攝錄單元223並非僅侷限於內建在錄影裝置本體220中。例如：錄影裝置本體220為行動電話時，則可以將攝錄單元223內建於行動電話之中。或者，錄影裝置本體220為錄影主機時，攝錄單元223則可以是外接的攝影機。本發明的拍攝方式係包括拍攝靜態影像與錄製動態影像。而在拍攝的過程中，將所記錄的影像定義為目標影像檔案。錄影裝置本體220可以根據不同的快閃記憶體210設置對應的連接介面。若快閃記憶體210為SD卡為例，則錄影裝置本體220中可以設置SD的連接介面或是設置通用序列匯流排(Universal Serial Bus，USB)來連接快閃記憶體210。
為清楚說明快閃記憶體規劃程序224的運作過程，還請配合參考第3A圖所示，其係為本發明的快閃記憶體規劃程序之運作流程圖。本發明的運行快閃記憶體規劃程序224包括以下步驟：步驟S310：偵測快閃記憶體是否已連接於錄影裝置本體；步驟S320：選擇是否對快閃記憶體執行快閃記憶體規劃程序； 步驟S330：若選擇不執行快閃記憶體規劃程序，則處理單元可開始對快閃記憶體進行存取；步驟S340：若選擇執行快閃記憶體規劃程序，則處理單元清除快閃記憶體分割區資訊並儲存後，控制單元根據存取結構映射表所記載的資訊進行重整；以及步驟S350：處理單元根據重整過的快閃記憶體資訊進行分割區設定，依據可用空間決定第一區塊與第二區塊各自佔用的空間，並對第一區塊進行格式化。
本發明的快閃記憶體規劃程序224係用於快閃記憶體210的初始化。當快閃記憶體210連接於錄影裝置本體220時，使用者可以選擇性的對快閃記憶體210進行快閃記憶體規劃程序224。處理單元221對快閃記憶體210進行快閃記憶體規劃程序224時，處理單元221會重新設定儲存區塊212的容量大小、指派部分儲存區塊212為第一區塊231以及指派部分儲存區塊212為第二區塊232。第一區塊係為快閃記憶體210供應用裝置存取的區塊，而第二區塊係為快閃記憶體210預留的替換區塊。
每一儲存區塊212的容量可以預設為4Kbytes或512bytes，當然也可以根據不同的檔案格式而有所變化。處理單元221根據快閃記憶體210的總容量(其中總容量所指的是不包含壞塊的情況下之整體容量)決定第一區塊231與第二區塊232的比例。而此一比例除了可以是預設值外，也可以由使用者於執行快閃記憶體規劃程序224時所決定。
以2GBytes的快閃記憶體210為例，且儲存區塊212的容量為16KBytes。若是快閃記憶體210中不具有任何壞塊，且第一區塊231與第二區塊232的比例為99：1。因此，快閃記憶體210可以切分為131072個儲存區塊212，請考下式1。
接著，處理單元221根據前述的比例(99：1)對儲存區塊212進行第一區塊231與第二區塊232的設定。在此為簡單示意，所以採無條件捨去的方式計算第二區塊232。最後，快閃記憶體210將被劃分成1310個第二區塊232，而剩餘的儲存區塊212將被設定為第一區塊231(係為129762塊)，請參考第3B圖所示。接著，處理單元221選擇是否對第一區塊231執行檔案系統(File System)的格式化。在完成上述的快閃記憶體規劃程序224後，錄影裝置本體220即可對快閃記憶體210進行存取的操作。請參考第4A圖所示，其係為本發明之運作流程示意圖。本發明的存取控制方法包括以下步驟：步驟S410：將快閃記憶體的所有儲存區塊設定為多個第一區塊與多個第二區塊；步驟S420：由錄影裝置拍攝目標影像檔案，並準備將目標影像檔案寫入快閃記憶體；步驟S430：將剩餘目標影像檔案寫入快閃記憶體的下一個區塊，控制單元同時執行壞塊偵測程序，用以偵測 目標影像檔案所寫入的第一區塊是否為壞塊；步驟S440：若第一區塊為正常時，則處理單元將目標影像檔案寫入對應的第一區塊中，跳至步驟S470；步驟S450：若第一區塊為壞塊時，則快閃記憶體控制器從這些第二區塊中選擇任一非壞塊來替換壞塊，並將目標影像檔案轉寫至所選擇的第二區塊中；步驟S460：錄影裝置在完成寫入第二區塊後，快閃記憶體將壞塊記錄於存取結構映射表中；步驟S470：檢查是否所有目標影像檔案資料都已寫入，是則跳至步驟S480，否則跳至步驟S430；以及步驟S480：結束。
首先，將快閃記憶體210連接於錄影裝置本體220，而對於步驟S410的詳細流程可參考第3A圖與相關前文。接著，錄影裝置本體220開始將目標影像檔案一個區塊接著一個區塊的寫入快閃記憶體210中。在目標影像檔案寫入快閃記憶體210時，控制單元211同時執行壞塊偵測程序214，用以偵測目標影像檔案所寫入的第一區塊231是否為壞塊480(第4B圖的虛線方框)。而壞塊偵測的演算法可以根據不同快閃記憶體210所設置(例如：錯誤碼校正(Error Correcting Coding，ECC))。
若是第一區塊231為正常時，則處理單元221將目標影像檔案寫入對應的第一區塊231中。在沒有壞塊480的情況下，目標影像檔案的寫入方式會依照一定規則(例如：依序寫入、隨機寫 入等演算法)寫入儲存區塊212。控制單元211為能保持該目標影像檔案的連續性，因此會將寫入的儲存區塊212記錄在存取結構映射表213中。當每一筆資料寫入第一區塊231時，控制單元211會根據這些資料塊之順序記錄於存取結構映射表213中。
當控制單元211發現有壞塊480產生時，控制單元211會把該筆資料轉寫至第二區塊232中(如第4B圖的箭頭所示)。在完成寫入第二區塊232後，控制單元211將壞塊480記錄於存取結構映射表213中。接著控制單元211檢查是否所有目標影像檔案資料都已寫入。若已經都寫入，則結束。否則繼續執行上述偵測壞快與寫入動作，直至寫完所有目標影像檔案為止。
本發明所提供的影像錄製系統200與錄影時的資料存取方法可以避免快閃記憶體210在有壞塊480的情況下將影像錄製於壞塊480中，使得影像無法再被順利的讀出。
雖然本發明以前述之較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。
110‧‧‧原始影像資料
120‧‧‧快閃記憶體
121‧‧‧儲存區塊
122‧‧‧壞塊
130‧‧‧讀出的影像資料
200‧‧‧影像錄製系統
210‧‧‧快閃記憶體
211‧‧‧控制單元
212‧‧‧儲存區塊
213‧‧‧存取結構映射表
214‧‧‧壞塊偵測程序
220‧‧‧錄影裝置本體
221‧‧‧處理單元
222‧‧‧儲存單元
223‧‧‧攝錄單元
224‧‧‧快閃記憶體規劃程序
231‧‧‧第一區塊
232‧‧‧第二區塊
480‧‧‧壞塊
第1圖係為習知技術之快閃記憶體資料存取示意圖。
第2圖係為本發明之架構方塊示意圖。
第3A圖係為本發明之快閃記憶體規劃程序運作流程示意圖。
第3B圖係為本發明之快閃記憶體區塊規劃示意圖。
第4A圖係為本發明之運作流程示意圖。
第4B圖係為本發明之快閃記憶體壞塊替換示意圖。

Claims (12)

  1. 一種影像錄製系統，其係包括：一快閃記憶體，具有一控制單元、一壞塊偵測程序與多個儲存區塊，其中部分的該些儲存區塊被設定為多個第一區塊，而其餘該些儲存區塊則被設定為多個第二區塊，該些第二區塊為該些第一區塊的替換區塊，且該些第一區塊之數量與該些第二區塊之數量之間的一比例乃根據該快閃記憶體中不包含壞塊之情況下的總容量而被決定，且該快閃記憶體的該總容量、該些第一區塊之該數量與該些第二區塊之該數量乃於一快閃記憶體規劃程序中被重新設定；以及一錄影裝置本體，連接於該快閃記憶體，該錄影裝置本體具有一處理單元、一攝錄單元與一儲存單元，該處理單元連接於該攝錄單元與該儲存單元，該攝錄單元拍攝一目標影像檔案，該處理單元將該目標影像檔案寫入該快閃記憶體的該些第一區塊中；其中，在該目標影像檔案寫入該快閃記憶體時，該控制單元執行該壞塊偵測程序，用以偵測所寫入的該第一區塊是否為一壞塊，當該壞塊偵測程序偵測到該第一區塊為該壞塊時，該控制單元另從該些第二區塊中選擇任一非該壞塊，再將該目標影像檔案轉寫至所選擇的該些第二區塊中的該非壞塊。
  2. 如請求項1所述之影像錄製系統，其中該儲存單元儲存該快閃記憶體規劃程序，於該快閃記憶體連接於該錄影裝置本體時， 該處理單元向該快閃記憶體執行該快閃記憶體規劃程序，用以將該些儲存區塊設定為該些第一區塊與該些第二區塊。
  3. 如請求項2所述之影像錄製系統，其中該快閃記憶體具有一存取結構映射表，在完成該快閃記憶體規劃程序後，該快閃記憶體更新該存取結構映射表，用以記錄該目標影像對該些第一區塊與該些第二區塊中的寫入順序。
  4. 如請求項3所述之影像錄製系統，其中該控制單元在完成寫入該些第二區塊中的該非壞塊後，該控制單元將該壞塊記錄於該存取結構映射表中，該處理單元再將該目標影像檔案的剩餘部分寫入其他的該些第一區塊中。
  5. 一種影像錄製裝置，於存取一快閃記憶體時對所偵測到的一壞塊進行寫入位置的替換處理，該影像錄製裝置包括：一儲存單元，具有多個儲存區塊，其中部分的該些儲存區塊被設定為多個第一區塊，而其餘該些儲存區塊則被設定為多個第二區塊，該些第二區塊為該些第一區塊的替換區塊，且該些第一區塊之數量與該些第二區塊之數量之間的一比例乃根據該快閃記憶體中不包含壞塊之情況下的總容量而被決定，且該快閃記憶體的該總容量、該些第一區塊之該數量與該些第二區塊之該數量乃於一快閃記憶體規劃程序中被重新設定；一攝錄單元，其係用以拍攝一目標影像檔案；以及一處理單元，其係連接於該攝錄單元與該儲存單元，該處 理單元將該目標影像檔案寫入該快閃記憶體的該些第一區塊中；其中，在該目標影像檔案寫入該快閃記憶體時，該快閃記憶體偵測該目標影像檔案所寫入的該第一區塊是否為一壞塊，當該快閃記憶體偵測到該第一區塊係為該壞塊時，該快閃記憶體的一控制單元從該些第二區塊中選擇任一非壞塊，再將該目標影像檔案轉寫至所選擇的該些第二區塊中的該非壞塊。
  6. 如請求項5所述之影像錄製裝置，其中該儲存單元儲存該快閃記憶體規劃程序，於該快閃記憶體連接於該影像錄影裝置時，該處理單元向該快閃記憶體執行該快閃記憶體規劃程序，將該快閃記憶體的該些儲存區塊分別設定為該些第一區塊與該些第二區塊。
  7. 如請求項6所述之影像錄製裝置，在完成該快閃記憶體規劃程序後，該快閃記憶體更新所具有的一存取結構映射表，並記錄該目標影像對該些第一區塊與該些第二區塊中的寫入順序。
  8. 如請求項7所述之影像錄製裝置，其中該控制單元在完成寫入該些第二區塊中的該非壞塊後，該處理單元將該壞塊記錄於該存取結構映射表中，該控制單元再將該目標影像檔案的剩餘部分寫入其他的該些第一區塊中。
  9. 一種錄影時的資料存取方法，其特徵在於錄影過程中對於檔案覆寫的位置配置處理，該資料存取方法包括以下步驟：將一快閃記憶體的所有的多個儲存區塊設定為多個第一 區塊與多個第二區塊，其中該些第二區塊為該些第一區塊的替換區塊，且該些第一區塊之數量與該些第二區塊之數量之間的一比例乃根據該快閃記憶體中不包含壞塊之情況下的總容量而被決定，且該快閃記憶體的該總容量、該些第一區塊之該數量與該些第二區塊之該數量乃於一快閃記憶體規劃程序中被重新設定；由一錄影裝置拍攝一目標影像檔案，並將該目標影像檔案寫入該快閃記憶體的該些第一區塊；在該目標影像檔案寫入該快閃記憶體時，該快閃記憶體控制單元偵測該些目標影像檔案所寫入的該第一區塊是否為一壞塊；以及若該第一區塊為該壞塊時，則該快閃記憶體從該些第二區塊中選擇任一非壞塊，並將該目標影像檔案轉寫至所選擇的該些第二區塊中的該非壞塊中。
  10. 如請求項9所述之錄影時的資料存取方法，其中一儲存單元儲存該快閃記憶體規劃程序，於該快閃記憶體連接於一影像錄影裝置時，一處理單元向該快閃記憶體執行該快閃記憶體規劃程序，將該快閃記憶體的該些儲存區塊分別設定為該些第一區塊與該些第二區塊。
  11. 如請求項9所述之錄影時的資料存取方法，在完成該快閃記憶體規劃程序後，該快閃記憶體更新所具有的一存取結構映射表，並記錄該目標影像對該些第一區塊與該些第二區塊中的寫 入順序。
  12. 如請求項9所述之錄影時的資料存取方法，其中一控制單元在完成寫入該些第二區塊中的該非壞塊後，該控制單元將該壞塊記錄於該存取結構映射表中，該錄影裝置的該處理單元再將該目標影像檔案的剩餘部分寫入其他的該些第一區塊中。
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