WO2009122677A1 - 画像記録装置 - Google Patents

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前田徹浩
飯島健滋
下岡裕明
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パナソニック株式会社
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    • H04N5/78—Television signal recording using magnetic recording
    • H04N5/781—Television signal recording using magnetic recording on disks or drums

Definitions

  • the present invention relates to an image recording apparatus that records and accumulates temporally continuous images by a surveillance camera or the like.
  • an image used for such a purpose does not need to be a complete moving image, and from the viewpoint of a reasonable storage capacity, a continuous still image of one frame is used every ten seconds from several ten frames per second. It is done.
  • a hard disk suitable for storing large-capacity data is usually used as a storage device.
  • hard disk has a structure with many moving parts compared to semiconductor memory, and its device life is short, so avoid continuous operation to extend the life, and set pause (power-off) time by operating intermittently as much as possible. is important.
  • a typical method for realizing this is not to directly record the input image data directly on the hard disk, but temporarily stores it in a separately prepared semiconductor memory, and the recording capacity of the semiconductor memory is full. At this point, the data is transferred to the hard disk at high speed. For example, if the ratio of the recording time to the semiconductor memory and the transfer time to the hard disk can be set to 9: 1, the operating time (power supply time) of the hard disk may be about 10% of the total time, and the lifespan is greatly increased. Expansion can be expected.
  • the recording capacity of the hard disk is also finite, when the recording capacity is full, that is, when the free capacity falls below a predetermined value, the old image data is erased and new image data is recorded in the erased area. There is a need to continue to. With this operation, the latest image data for a certain period of time can be stored in the hard disk.
  • Patent Document 2 proposes the following method as a method related to the solution of this problem.
  • EEPROM Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory
  • the entire memory is not initialized at once, but the memory is divided into multiple areas, and write information is generated.
  • the recording capacity in the area being written becomes full, the process of initializing the area to be written next is repeated to greatly reduce the initialization time when the memory is first used.
  • the plurality of divided areas indicate unit areas usually called pages of several hundred bytes in the EEPROM.
  • Patent Document 1 discloses a technique for continuously and endlessly recording images from a surveillance camera on a hard disk. However, it discloses nothing about preventing fragmentation and extending the life of a hard disk. It has not been.
  • Patent Document 2 proposes to reduce the initialization time when the memory is initially used by performing erasure (initialization) in the memory for each subdivided page.
  • this proposal is only for the purpose of shortening the processing time in the initialization of the EEPROM, and has a purpose different from the file erasing operation during the continuous writing operation in the hard disk as the object of the present invention. is there. That is, if the data to be written has a low speed and a small capacity, the time ratio for initialization becomes relatively small as described in Patent Document 1, but continuous images to be handled by the present invention are used. In fetching data, since a large-capacity memory must be used cyclically at high speed, it is difficult to use the EEPROM itself, and it is difficult to use this method.
  • Patent Document 2 assumes that input data is directly written to the EEPROM, and it is not assumed that data is temporarily written through speed conversion by a semiconductor memory as the object of this time. Therefore, there is no suggestion of a file erasing method combined with control of a semiconductor memory.
  • An image recording apparatus is an image recording apparatus that continuously records images from a camera, an image file generation unit that generates an image file by encoding an image from the camera, and temporarily stores the image file.
  • the recording medium divided into a plurality of partitions, and the image file stored in the semiconductor memory are transferred to the recording medium and recorded, the partition is cyclically initialized to the initialized partition.
  • a recording control unit that controls to record the image file.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the image recording apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of setting the divided recording areas of the hard disk of the image recording apparatus in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the operation status of the hard disk of the image recording apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a monitoring image recording system for a railway vehicle on which the image recording apparatus according to the second embodiment of the present invention is mounted.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration of an image recording apparatus 100 for a surveillance camera according to the first embodiment of the present invention.
  • An image signal photographed by the monitoring camera 101 is converted into a digital signal by the A / D conversion unit 102, and is compressed (encoded) by the image file generation unit 106 and recorded on a hard disk (HDD) 105 as a recording medium.
  • An image file is generated.
  • JPEG is used as a typical image compression format for still images.
  • One piece of image data becomes one JPEG file.
  • the recording control unit 103 controls writing of an image file to the volatile semiconductor memory 104 such as a RAM and the hard disk 105. Under the control of the recording control unit 103, each image file input continuously in time is first written once in the semiconductor memory 104. When the recording capacity of the semiconductor memory 104 becomes full, that is, when the free capacity becomes a predetermined value or less, the data is transferred from the semiconductor memory 104 to the hard disk 105 at a high speed.
  • the recording control unit 103 controls the operation of the hard disk 105, it is possible to stop the power supply to the hard disk 105 at a time other than this operation, that is, a pause time. As a result, the mechanical operation of the hard disk 105 is completely stopped, and mechanical performance deterioration can be prevented.
  • a specific implementation means of the recording control unit 103 is generally a device built-in micro CPU. LINUX is a typical OS (Operating System) for this micro CPU.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of setting the divided recording areas of the hard disk 105 of the image recording apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention.
  • the entire hard disk 105 is divided into 15 partitions.
  • the number of 15 is the maximum number of partitions of the hard disk 105 in the LINUX specification when LINUX is used as the file management OS.
  • numerals 1 to 15 are logical partition numbers assigned to the partitions. Since the number of partitions 15 is the maximum value, setting below this is arbitrary.
  • the image file is currently written in the partition 4.
  • the recordable remaining amount of the partition 4 becomes a predetermined value or less (for example, the ratio threshold value of 5% or less, or the absolute capacity threshold value of 1 MB or less)
  • the format of the partition 5 to be written next Initialization. In this way, the writing of the image file to the predetermined numbered partition and the format of the next numbered partition are sequentially repeated.
  • the system returns to the first partition 1 and formats the partition 1.
  • the writing and formatting of the image file are sequentially performed in the right direction of the drawing and repeatedly executed in 15 partitions cyclically. Therefore, when the free space in the hard disk 105 becomes a predetermined value or less.
  • the partition in which the oldest image file is stored is formatted and a new image file is recorded in the partition, and the hard disk 105 always updates the contents while storing a predetermined amount of the latest image file. Can do.
  • a file management table for managing in which sector a specific file is written is provided for each partition.
  • the OS rewrites this file management table every time a file deletion command is executed, so that the time required for file deletion becomes enormous as the number of files to be deleted increases.
  • the OS when formatting a specific partition, the OS only needs to rewrite the file management table once, and the file can be erased at a higher speed than the file erase using the file erase command.
  • fragmentation when erasing a file with the file erasure command, if writing and erasing are repeated, fragmentation (file fragmentation) occurs as described above, but this fragmentation does not occur in the format for each partition.
  • old image files for updating are not erased for each file, but are erased collectively by a method called partition formatting, so that the processing time is fast and consequently the hard disk 105 is erased.
  • the operation time can be shortened. That is, the product life of the hard disk 105 can be extended.
  • fragmentation that becomes a problem when erasing each file does not occur, the access speed of the hard disk 105 does not decrease.
  • the operation time of the hard disk 105 will be described.
  • image file transfer from the semiconductor memory 104 shown in FIG. 1 to the hard disk 105 will be described. If the capacity of the semiconductor memory 104 is 100 MB and the capacity of one still image file is 50 KB, about 2000 image files can be recorded in the semiconductor memory 104. Assuming that the camera is shooting 5 frames per second, an image file of about 400 seconds can be recorded in the semiconductor memory 104. On the other hand, if the data transfer to the hard disk 105 is about 50 MB per second, the writing of the image file of the entire semiconductor memory 104 is completed in about 2 seconds.
  • the operating time ratio of the hard disk 105 is 2 seconds / 400 seconds, which is a value of 1% or less, and it can be expected that the operating load here is sufficiently small.
  • the operating time ratio is further reduced as the number of frames to be taken is decreased, the capacity of the semiconductor memory 104 is increased, and the data transfer rate to the hard disk 105 is increased.
  • the main factor for increasing the operating time ratio of the hard disk 105 may be considered as the time required for erasing the image file in the hard disk 105.
  • the capacity of the hard disk 105 is 120 GB
  • the image file size is 45 KB
  • the input speed of the image file is 15 per second
  • the operation time ratio when deleting each file is 90%.
  • the operation time ratio is 18%, which is about 1/5.
  • the erasure time per partition (9 GB) took about 4 minutes when erasing each file, but it was 10 seconds or less when the partition was formatted. .
  • the hard disk 105 has to operate only during a period for transferring and recording an image file from the semiconductor memory 104 and when formatting a predetermined partition in the hard disk 105, and other periods. In the (non-operating period of the hard disk), the power supply to the hard disk 105 can be stopped to greatly extend the product life.
  • Fig. 3 shows the operating status of the hard disk 105 on the time axis.
  • R1 to R11 indicate transfer operations from the semiconductor memory 104 to the hard disk 105 (the operation time width (rectangular horizontal width) is exaggerated for the sake of easy viewing).
  • H1 and H2 indicate initialization operations of the divided recording areas (partitions) in the hard disk 105 (the operation time width (rectangular horizontal width) is exaggerated for the sake of easy viewing).
  • the time interval between R1 to R11 and the time interval between H1 and H2 are determined by independent factors, but since they cannot be performed at the same time in the hard disk 105, the recording control unit 103 controls so that they do not overlap. Will do.
  • a period in which there is no processing corresponds to a suspension period of the hard disk 105, and increasing the time ratio of this period is effective in extending the life of the hard disk 105.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a monitoring image recording system for a railway vehicle on which the image recording apparatus 200 according to the present embodiment is mounted.
  • an image recording apparatus 200 surrounded by a dotted frame is a portion corresponding to the image recording apparatus 100 shown in FIG.
  • the components 301 to 305 located on the left side in FIG. 4 are functions specific to the use in the railway vehicle.
  • the captured image signals of the monitoring cameras 201a and 201b are converted into digital signals by the A / D conversion unit 202, and the image file generation unit 206 compresses the image and generates an image file.
  • the image file (by the JPEG method or the like) created by the image file generation unit 206 is written into the semiconductor memories 204a and 204b.
  • the two monitoring cameras are arranged, for example, at the front part and the rear part of the vehicle, respectively, but the number is arbitrary according to the level of monitoring.
  • the semiconductor memory 204a uses a non-volatile memory such as a compact flash (registered trademark) memory, for example, and the recorded contents of the semiconductor memory 204a have disappeared due to an unexpected power shutdown or the like. To serve as a backup.
  • a non-volatile memory such as a compact flash (registered trademark) memory
  • the image file transfer and recording from the semiconductor memory 204a to the hard disk 205, and the batch file deletion for each partial storage area (partition) in the hard disk 205 are the same as the operations in FIGS.
  • the recording control unit 203 is connected to another vehicle or a passenger compartment via the communication control unit 302 and the external connection point 301. It is mainly used to transmit the monitoring image in the vehicle to the conductor compartment. Further, control related to image recording is performed by an instruction from the conductor's compartment or a base outside the train via the communication control unit 302 and the external control data input unit 303.
  • the recording control unit 203 prevents a writing error in the hard disk 205 when a vibration larger than a predetermined value is generated in the vehicle (hard disk 205) by a signal from the vibration sensor 305 that monitors the vibration of the vehicle.
  • the transfer of the image file data from the semiconductor memory 204a is suspended.
  • the travel environment data storage unit 304 stores information such as a stop position and a large curve position that can be registered in advance from the travel route of the train, and records the position information that is convenient or inconvenient for writing to the hard disk 205. To provide. Based on this information, the recording control unit 203 can perform more reliable data writing to the hard disk 205.
  • surveillance image recording is an important system for maintaining security in highly public places, and various mechanisms are provided to ensure that captured images can be stored. At the same time, it is very important to reduce the operating load of the hard disk 205, reduce performance deterioration, and extend the product life. Therefore, the file erasure for each divided recording area according to the present invention is an extremely effective application example. It can be said.
  • the hard disk is divided into a plurality of partitions instead of performing a normal erase command. Then, by formatting each partition prior to recording, the file erasing time can be significantly increased. Therefore, the downtime of the hard disk can be extended and the life of the hard disk can be extended. Also, no fragmentation occurs on the hard disk, and the access speed is maintained. Further, since the capacity of the semiconductor memory for primary storage can be reduced, the cost of the image recording apparatus is reduced.
  • JPEG is described as an example of the image compression method.
  • the image compression method is not limited to JPEG, and may be JPEG2000 or an original compression method.
  • the image from the monitoring camera has been described as a still image with a predetermined time interval, but a moving image with a predetermined length may be used.
  • MPEG or motion JPEG may be used as the compression method.
  • the hard disk is initialized in units of partitions.
  • a plurality of partitions may be initialized together.
  • the initialization order is not necessarily cyclic, but initialization may be performed based on a predetermined sequence.
  • the hard disk is described as the recording medium.
  • the present invention is not limited to the hard disk, and is not limited to the hard disk. Is also possible.
  • the image recording apparatus of the present invention greatly reduces the operating load of the hard disk by effectively erasing old files in a system that stores a large amount of image information of a surveillance camera by continuous still image shooting on the hard disk. is there. For this reason, the image recording apparatus of the present invention can be used in a wide range of applications such as businesses, homes, public places, and transportation.

Abstract

　カメラからの画像を連続的に記録する画像記録装置であって、監視カメラからの画像を符号化して画像ファイルを生成する画像ファイル生成部と、画像ファイルを一時的に記憶する半導体メモリと、複数のパーティションに分割されたハードディスクと、半導体メモリに記憶された画像ファイルをハードディスクに転送して記録するに際し、パーティションを巡回的に初期化し、初期化されたパーティションに画像ファイルを記録するよう制御する記録制御部とを備えた。

Description

画像記録装置
　本発明は監視カメラなどによる時間的に連続した画像を記録、蓄積する画像記録装置に関する。
　近年、防犯や治安維持の意識の高まりによって、監視カメラを用いたセキュリティシステムの導入が急速に普及しており、公共の場所、交通機関、企業、さらに一般家庭においても広く使用され始めている。このようなシステムにおいては撮影された画像の監視だけでなく、異常が発生した時の画像を後に犯罪捜査や事故などの原因究明に利用するために、画像を記録、蓄積することが非常に重要な機能となる。
　一般にこのような目的で使用される画像は、完全な動画である必要はなく、合理的な蓄積容量の観点より、毎秒１０数コマから、数秒ないし数１０秒に１コマの連続静止画が用いられる。しかしこのような連続静止画であっても、保存すべき期間が、数時間から数１０日におよぶので、通常、蓄積装置としては大容量のデータ保存に適したハードディスクが使用される。
　ところでハードディスクは、半導体メモリと比較すると可動部の多い構造上、装置寿命が短いため、寿命の拡大のために連続動作を避け、できるだけ間欠的動作をさせて休止（電源オフ）時間を設定することが重要である。これを実現させるための代表的な方法は、刻々と入力される画像データを直接ハードディスクに記録するのではなく、別途用意した半導体メモリに一旦記憶し、その半導体メモリの記録容量が一杯になった時点で、高速にハードディスクに転送するものである。例えば半導体メモリへの記録時間とハードディスクへの転送時間の比率を９：１に設定できれば、ハードディスクの動作時間（電源供給時間）は全時間のうちの１０％程度でよいことになり、大幅な寿命拡大が期待できる。
　従来から、監視カメラからの画像をハードディスクに連続的に記録し、記録日時を画像と一緒に記録しておいて、後から見たい画像を容易に検索して表示する技術が開発されている（例えば、特許文献１参照）。
　一方、ハードディスクの記録容量も有限であるので、記録容量が一杯になると、すなわち空き容量が所定の値以下になると、古い画像データから消去していき、その消去された領域に新しい画像データを記録していく必要がある。この動作により、ハードディスクには、最新の一定時間分の画像データを蓄積することができる。
　また、監視カメラからの画像をハードディスクへ記録するに際して、画像を圧縮してＪＰＥＧ（Ｊｏｉｎｔ　Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ　Ｅｘｐｅｒｔｓ　Ｇｒｏｕｐ）ファイルとして記録するのが一般的であるが、消去に当たってはＪＰＥＧファイルを１個ずつ消去する必要があるために消去時間が増大していた。消去中はハードディスクへ画像を書き込むことができないので、消去時間が長くなると、大容量の半導体メモリが要求されるとともに、ハードディスクの稼動時間の割合が大きくなり長寿命化に不利となっていた。
　さらに、一般にハードディスクにおいてデータの書き込み、消去を繰り返すと、ハードディスク上に書き込まれるデータの位置が分散し、１つのファイルが２つ以上の領域に分断される事態が生じる（いわゆるフラグメンテーションの進行）ため、それに応じて書き込み、消去、読み出し速度の低下が生じる。またファイルの断片化が進行すると、ハードディスクの磁気ヘッドの移動量も増えるため、寿命低下にもつながっていた。
　この問題の解決に関連する手法として、例えば特許文献２で下記の方法が提案されている。この文献では、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ　Ｅｒａｓａｂｌｅ　ａｎｄ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）の初期化（フォーマット化）を行うに当たり、メモリ全体を一括初期化するのではなく、メモリ内を複数の領域に分割し、書き込み情報が発生して書き込み中の領域内の記録容量が一杯になる都度、次に書き込む領域を初期化するという処理を繰り返すことにより、このメモリを最初に使い始める時点での初期化時間の大幅な短縮を図っている。なお上記の分割された複数の領域は、ＥＥＰＲＯＭにおいて通常、数１００バイトのページと呼ばれる単位領域を指す。
　ところで、特許文献１には、監視カメラからの画像をハードディスクに連続的にかつエンドレスに記録する技術は開示されているが、フラグメンテーションの発生を防止することや、ハードディスクの長寿命化については何ら開示されていない。
　また、特許文献２は、メモリ内の消去（初期化）を細分化されたページ毎に行うことによって、メモリ初期使用時の初期化時間の短縮を行うことを提案している。しかしながら、この提案はあくまでもＥＥＰＲＯＭの初期化における処理時間の短縮を目的とするものであって、本発明が対象とするようにハードディスクにおける連続書き込み動作中のファイル消去動作とは異なった目的のものである。すなわち書き込まれるデータが低速かつ小容量のものであれば、特許文献１で述べられているように初期化のための時間比率は相対的に小さくなるが、本発明で扱おうとしている連続した画像データの取り込みにおいては、大容量のメモリを高速かつ巡回的に使用しなければならないので、そもそもＥＥＰＲＯＭ自体の使用は難しく、この手法の利用は困難である。
　また特許文献２はＥＥＰＲＯＭに直接、入力データを書き込むことを想定しており、今回の対象としているように一旦半導体メモリによる速度変換を介しての書き込みは想定されていない。したがって半導体メモリの制御と組み合わせた形でのファイル消去の方法についても当然示唆されていない。
特開２００１－８４２５１号公報 特開平１０－９７４５９号公報
　本発明の画像記録装置は、カメラからの画像を連続的に記録する画像記録装置であって、カメラからの画像を符号化して画像ファイルを生成する画像ファイル生成部と、画像ファイルを一時的に記憶する半導体メモリと、複数のパーティションに分割された記録媒体と、半導体メモリに記憶された画像ファイルを記憶媒体に転送して記録するに際し、パーティションを巡回的に初期化し、初期化されたパーティションに画像ファイルを記録するよう制御する記録制御部とを備えた。
　これにより、フラグメンテーションの発生を防止してアクセスの高速化が図られるとともに、画像ファイルの消去を高速に行えるのでハードディスク等の記録媒体へのアクセス時間を減らして記録媒体の寿命を延ばすことができる。
図１は本発明の第１の実施の形態における画像記録装置の構成を示すブロック図である。 図２は本発明の第１の実施の形態における画像記録装置のハードディスクの分割記録領域の設定例を示す図である。 図３は本発明の第１の実施の形態における画像記録装置のハードディスクの稼働状況を説明するための図である。 図４は本発明の第２の実施の形態における画像記録装置が搭載される鉄道車両の監視画像記録システムの構成を示す図である。
符号の説明
　１００，２００　　画像記録装置
　１０１，２０１ａ，２０１ｂ　　監視カメラ
　１０２，２０２　　Ａ／Ｄ変換部
　１０３，２０３　　記録制御部
　１０４，２０４ａ，２０４ｂ　　半導体メモリ
　１０５，２０５　　ハードディスク（ＨＤＤ）
　１０６，２０６　　画像ファイル生成部
　３０１　　外部接続点
　３０２　　通信制御部
　３０３　　外部制御データ入力部
　３０４　　走行環境データ記憶部
　３０５　　振動センサ
　以下、本発明の実施の形態における画像記録装置について、図１から図４を用いて説明する。なお、説明中の具体的な数字はあくまで一例であり、これに限定されるものではない。
　（第１の実施の形態）
　図１は本発明の第１の実施の形態における監視カメラ用の画像記録装置１００の基本構成を示すブロック図である。監視カメラ１０１で撮影された画像信号はＡ／Ｄ変換部１０２によりデジタル信号に変換され、画像ファイル生成部１０６において画像圧縮（符号化）されるとともに記録媒体としてのハードディスク（ＨＤＤ）１０５へ記録するための画像ファイルが生成される。静止画に対する画像圧縮の代表的フォーマットとしてはＪＰＥＧが用いられる。１枚の画像データは１つのＪＰＥＧファイルとなる。
　記録制御部１０３はＲＡＭ等の揮発性の半導体メモリ１０４、ハードディスク１０５に対して、画像ファイルの書き込みを制御する。記録制御部１０３の制御により、時間的に連続して入力される各画像ファイルは、まず半導体メモリ１０４に一旦書き込まれる。半導体メモリ１０４の記録容量が一杯になると、すなわち空き容量が所定の値以下になると、高速で半導体メモリ１０４からハードディスク１０５に転送される。
　記録制御部１０３はハードディスク１０５の動作を制御しているので、この動作以外の時間、すなわち休止時間にハードディスク１０５への電源供給を停止させることが可能である。これによりハードディスク１０５の機械的な動作が完全に停止し、機構的性能劣化を防ぐことができる。なお記録制御部１０３の具体的な実現手段は、機器組み込み型のマイクロＣＰＵが一般的である。またこのマイクロＣＰＵのＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）としてはＬＩＮＵＸが代表的である。
　図２は本発明の第１の実施の形態における画像記録装置１００のハードディスク１０５の分割記録領域の設定例を示す図である。ハードディスク１０５全体は１５個のパーティションに分割されている。この１５個という数字はファイル管理のＯＳとしてＬＩＮＵＸを使用したとき、ＬＩＮＵＸの仕様におけるハードディスク１０５のパーティション数の最大値である。図２において、１～１５の数字は各パーティションに付与した論理的なパーティション番号である。なおパーティション数１５は最大値であるので、これ以下の設定は任意である。
　画像の記録が始まり、相当の時間が経過した段階では、ハードディスク１０５はほぼ全て画像ファイル記録に使用されており、特定のパーティションにおいてのみ書き込みが可能となっている。図２では現在パーティション４において画像ファイルの書き込みが行われている。この後、パーティション４の記録可能な残量が所定の値以下（例えば５％以下という比率の閾値以下、あるいは１ＭＢ以下という絶対容量の閾値以下）になると、次に書き込み予定のパーティション５のフォーマット（初期化）を行う。このように所定の番号のパーティションへの画像ファイルの書き込みと、次の番号のパーティションのフォーマットを順次繰り返し実行する。そして、最後のパーティション１５への画像ファイルの書き込み中にパーティション１５の記録可能な残量が所定の値以下になると最初のパーティション１に戻ってパーティション１をフォーマットする。このように、画像ファイルの書き込みと、フォーマットを順に図面の右方向へ行っていき１５個のパーティションにおいて巡回的に繰り返して実行するので、ハードディスク１０５内の空き容量が所定値以下になった時点で、最も古い画像ファイルが保存されているパーティション内がフォーマットされて新しい画像ファイルがそのパーティション内に記録され、ハードディスク１０５には常に所定量の最新の画像ファイルを保存したまま内容を更新していくことができる。
　ＬＩＮＵＸをはじめ一般のＯＳのファイルシステムでは、ハードディスク１０５上のセクタ単位でファイルの書き込み、読み出し、消去等を実行する。このとき、特定のファイルが、どのセクタに書かれているかを管理するためのファイル管理テーブルをパーティションごとに備えている。ファイル消去コマンドを使って特定のファイルを消去する場合には、ハードディスク１０５に書き込まれた実際のファイルを消去する訳ではなく、このファイル管理テーブルの情報を変更することにより、等価的にファイルを消去している。すなわち、ファイル消去コマンドを実行するたびにＯＳは、このファイル管理テーブルを書き換えることになるので、消去するファイルの数が大きくなるとファイル消去に要する時間は膨大となる。一方、特定のパーティションをフォーマットする場合には、ＯＳは上記ファイル管理テーブルを１度書き換えるのみでよく、ファイル消去コマンドを使ったファイル消去に比較して高速のファイルの消去が可能となる。
　また、ファイル消去コマンドでファイル消去を行う場合、書き込みと消去を繰り返すと、前述したようにフラグメンテーション（ファイルの断片化）が発生するが、パーティションごとのフォーマットではこのフラグメンテーションも発生することがない。
　上述したように、更新のための古い画像ファイルの消去は、ファイル毎に消去を実行するのではなく、パーティションのフォーマットという方法でまとめて消去するので、処理時間が早く、結果的にハードディスク１０５の動作時間を短くすることができる。すなわちハードディスク１０５の製品寿命を延ばすことが可能となる。また、ファイル毎に消去する場合に問題となるフラグメンテーションが発生しないので、ハードディスク１０５のアクセス速度が落ちることがない。
　ここでハードディスク１０５の動作時間について説明する。まず図１に示した半導体メモリ１０４からハードディスク１０５への画像ファイル転送について述べる。仮に半導体メモリ１０４の容量が１００ＭＢ、静止画画像ファイル１枚の容量が５０ＫＢであるとすると、半導体メモリ１０４には約２０００枚分の画像ファイルを記録できる。カメラが毎秒５コマの撮影を行っているとすると、半導体メモリ１０４には、約４００秒間の画像ファイルを記録できる。一方ハードディスク１０５へのデータ転送を毎秒５０ＭＢ程度とすると、半導体メモリ１０４全体の画像ファイルを書き込むのは２秒程度で完了する。したがってハードディスク１０５の稼働時間比率は、２秒／４００秒と１％以下の値となり、ここでの稼動負荷は十分小さいことが期待できる。この稼働時間比率は、撮影コマ数が小さくなるほど、半導体メモリ１０４の容量が大きくなるほど、ハードディスク１０５へのデータ転送速度が速くなるほど、さらに小さくなる。
　したがって、ハードディスク１０５の稼働時間比率を高める主要因は、ハードディスク１０５内の画像ファイル消去に要する時間と考えればよい。実際に、ハードディスク１０５の容量が１２０ＧＢで、画像ファイルサイズが４５ＫＢ、画像ファイル入力速度が毎秒１５枚の場合の実測では、ファイル毎の消去を行った場合の稼働時間比率が９０％、本発明によるパーティションのフォーマットで行った場合の稼働時間比率が１８％と１／５程度に負荷軽減されている。また、同様の実測では、１パーティション（９ＧＢ）あたりの消去時間は、ファイル毎の消去を行った場合、約４分かかるのに対して、パーティションのフォーマットを行った場合は１０秒以下であった。
　上述のようにハードディスク１０５が稼動しなければならないのは、半導体メモリ１０４から画像ファイルを転送して記録する期間と、ハードディスク１０５内の所定のパーティションをフォーマットするときだけであるので、それ以外の期間（ハードディスクの非稼動期間）ではハードディスク１０５への電源供給を停止して製品寿命を大きく延ばすことが可能になる。
　図３にハードディスク１０５の稼働状況を時間軸上で示す。Ｒ１～Ｒ１１は半導体メモリ１０４からハードディスク１０５への転送動作を示す（動作の時間幅（長方形の横幅）は図面の見易さのために誇張している）。一方、Ｈ１、Ｈ２はハードディスク１０５内の分割記録領域（パーティション）の初期化動作を示す（動作の時間幅（長方形の横幅）は図面の見易さのために誇張している）。
　図３に示すように、Ｒ１～Ｒ１１における時間間隔と、Ｈ１、Ｈ２の時間間隔は独立した要因で定まるが、ハードディスク１０５において同時には行えないので、記録制御部１０３は両者が重ならないように制御を行うことになる。図３において処理の存在しない期間が、ハードディスク１０５の休止期間に相当し、この期間の時間比率を高めることが、ハードディスク１０５の長寿命化に効果がある。
　（第２の実施の形態）
　次に本発明の第２の実施の形態における画像記録装置２００について図４を用いて説明する。
　図４は本実施の形態における画像記録装置２００が搭載される鉄道車両の監視画像記録システムの構成を示すブロック図である。図４において、点線枠で囲んだ画像記録装置２００は、図１に示した画像記録装置１００に該当する部分である。また図４でその左側に位置する構成要素３０１～３０５は、鉄道車両内用途に関する特有の機能である。
　監視カメラ２０１ａおよび２０１ｂの撮影画像信号は、Ａ／Ｄ変換部２０２によりデジタル信号に変換され、画像ファイル生成部２０６において画像圧縮されるとともに画像ファイルが生成される。画像ファイル生成部２０６で作成された（ＪＰＥＧ方式などによる）画像ファイルは、半導体メモリ２０４ａおよび２０４ｂに書き込まれる。２台の監視カメラは例えば車両の前部、後部にそれぞれ配置されるが、台数は監視の水準に応じて任意である。
　ここで半導体メモリ２０４ａは図１における半導体メモリ１０４と同様に、いわゆるＲＡＭが用いられる。一方、半導体メモリ２０４ｂ（第２の半導体メモリ）は、例えばコンパクトフラッシュ（登録商標）型メモリなどの不揮発性メモリを用い、予期せぬ電源遮断などによって半導体メモリ２０４ａの記録内容が消滅してしまった場合のバックアップとして機能する。
　半導体メモリ２０４ａからハードディスク２０５への画像ファイル転送および記録、ハードディスク２０５内の部分記憶領域（パーティション）毎の一括ファイル消去については図１、図２での動作と同様である。
　記録制御部２０３は通信制御部３０２、および外部接続点３０１を介して他の車両、あるいは車掌室と接続される。主には、この車両内の監視画像を車掌室に伝送するのに用いられる。また通信制御部３０２、外部制御データ入力部３０３を介して、車掌室あるいは列車外の基地からの指示によって画像記録に関する制御が行われる。
　記録制御部２０３は、車両の振動を監視する振動センサ３０５からの信号により、所定の値よりも大きな振動が車両（ハードディスク２０５）に発生した場合には、ハードディスク２０５での書き込みエラーを防止するために、半導体メモリ２０４ａからの画像ファイルデータの転送を保留させるよう働く。
　走行環境データ記憶部３０４は、列車の走行経路より予め登録できる停車位置、大きなカーブ位置などの情報を記憶し、ハードディスク２０５への書き込みに都合のよい、あるいは都合の悪い位置情報を記録制御部２０３に提供する。記録制御部２０３はこれらの情報に基づき、より信頼性の高いデータ書き込みをハードディスク２０５に対して行うことができる。
　列車内監視画像記録は公共性の高い場所でのセキュリティ維持にとって重要なシステムであり、撮影画像を確実に蓄積できるように種々の仕組みが用意されている。これと同時に、ハードディスク２０５の稼動負荷を減らして、性能劣化を軽減し、製品寿命を延ばすことも非常に重要であるので、本発明による分割記録領域毎のファイル消去が極めて有効な応用例であるといえる。
　以上説明したように、本発明によれば監視カメラ画像のＪＰＥＧファイル等を巡回的にハードディスクへの記録するに際して、ファイルの消去を通常の消去コマンドで行うのではなく、ハードディスクを複数のパーティションに分割して、パーティション毎に記録に先立ってフォーマットすることにより、ファイルの消去時間を格段に高速化できる。したがって、ハードディスクの休止時間を長くすることができハードディスクの寿命を延ばすことができる。また、ハードディスクにはフラグメンテーションが発生せず、アクセス速度が維持される。さらに、１次記憶のための半導体メモリの容量を削減できるので画像記録装置のコスト低減につながる。
　なお、上記実施の形態では画像圧縮方式としてＪＰＥＧを例にあげて説明したが、画像圧縮方式としてはＪＰＥＧに限定する必要はなく、ＪＰＥＧ２０００、あるいは独自の圧縮方式でもかまわない。
　また、上記実施の形態では監視カメラからの画像は所定時間間隔の静止画として説明したが、所定の長さの動画でもかまわない。この場合は、圧縮方式としてＭＰＥＧやモーションＪＰＥＧを使ってもよい。
　また、上記実施の形態ではハードディスクの初期化はパーティション単位で行うとして説明したが、複数のパーティションをまとめて初期化してもよい。さらに、初期化の順番も必ずしも巡回的でなくても予め決めたシーケンスに基づいて初期化するようにしてもよい。
　また、上記実施の形態では、記録媒体としてハードディスクについて説明したが、ハードディスクに限らず、ＤＶＤ－ＲＡＭに代表される光学メディア、ＣＦ（Ｃｏｍｐａｃｔ　Ｆｌａｓｈ）メモリ、ＳＤ（Ｓｅｃｕｒｅ　Ｄｉｇｉｔａｌ）メモリ等の半導体メモリへの適用も可能である。
　本発明の画像記録装置は、連続静止画撮影による監視カメラの画像情報を大量にハードディスクに保存するシステムにおいて、古いファイルの消去を効果的に行うことにより、ハードディスクの稼動負荷を大きく低減させるものである。このため、本発明の画像記録装置は、企業、家庭、公共の場所、交通機関など、広い用途で利用することができる。

Claims (6)

  1. カメラからの画像を連続的に記録する画像記録装置であって、
    前記カメラからの画像を符号化して画像ファイルを生成する画像ファイル生成部と、
    前記画像ファイルを一時的に記憶する半導体メモリと、
    複数のパーティションに分割された記録媒体と、
    前記半導体メモリに記憶された前記画像ファイルを前記記録媒体に転送して記録するに際し、前記パーティションを巡回的に初期化し、初期化された前記パーティションに前記画像ファイルを記録するよう制御する記録制御部とを備えた画像記録装置。
  2. 前記記録制御部は、前記記録媒体内の空き容量が所定の値以下になった時点で、最も古い画像ファイルが保存されている前記パーティション内を初期化して新たな画像ファイルを記録するよう制御する請求項１に記載の画像記録装置。
  3. 前記記録制御部は、前記記録媒体内の記録中のパーティションの空き容量が所定の値以下になった時点で、次に書き込み予定のパーティション内を初期化するよう制御する請求項１に記載の画像記録装置。
  4. 前記記録媒体はハードディスクであり、前記記録制御部は、前記半導体メモリ内の空き容量が所定の値以下になった時点で前記ハードディスクへ前記画像ファイルを転送して記録するとともに、前記ハードディスクが前記画像ファイルを記録している期間および前記パーティションを初期化している期間を除く期間は前記ハードディスクへの電源供給を停止させるよう制御する請求項１～３のいずれか１項に記載の画像記録装置。
  5. 前記半導体メモリは揮発性メモリであり、前記半導体メモリの内容をバックアップするための不揮発性メモリである第２の半導体メモリをさらに備えた請求項１～４のいずれか１項に記載の画像記録装置。
  6. 前記カメラは所定の時間間隔で静止画を撮影するカメラであって、前記画像ファイルはＪＰＥＧファイルである請求項１～５のいずれか１項に記載の画像記録装置。
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