(57)【要約】【課題】データの記録の際に複雑な処理を行うことなく、時刻が最新であるほどデータの記録レートが高く、一定時間が過ぎた際にデータの記録レートが低くなるが長期間画像を記録することができるデータ記録装置を提供する。【解決手段】記録メディア１３のメモリ領域を複数のグループに分割し、そのうち２個以上かつ全グループ数未満の一定数の隣り合う配列のグループを、一連の画像データをそれぞれ順次割り振り記録する単位となる記録対象グループとして選択し、記録対象グループを成す配列中のある一のグループを移行判定の対象とし、移行判定の対象であるグループの容量がデータで一杯になった場合に、記録対象グループを成す配列を一定方向に一グループずつ移行させる。この移行を循環的に繰り返しながら一連の画像データを振り分け記録する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
事後検証用に時系列で連続して入力される一連のデータを、一定容量の記録媒体に常時記録するためのデータ記録装置において、
前記記録媒体のメモリ領域を連続した複数のグループに分割し、そのうち２個以上かつ全グループ数未満の一定数の隣り合う配列のグループを、前記一連のデータをそれぞれ順次割り振り記録する単位となる記録対象グループとして選択し、
前記記録対象グループを成す配列中のある一のグループを移行判定の対象とし、一連のデータを前記記録対象グループ内で割り振り記録する過程で、前記移行判定の対象であるグループの容量がデータで一杯になった場合に、前記記録対象グループを成す配列を一定方向に一グループずつ移行させて、新たな記録対象グループとして選択し、
前記全グループの配列における一端側のグループを他端側に論理的に隣接したグループとして設定し、循環的に前記記録対象グループの移行を繰り返すことを特徴とするデータ記録装置。
【請求項２】
前記全グループ数と、前記記録対象グループの一定数は、前記記録媒体の容量に対する前記記録対象グループの任意の比率に応じて定められることを特徴とする請求項１に記載のデータ記録装置。
【請求項３】
前記記録対象グループのうち前記移行判定の対象であるグループも含めて何れかの容量がデータで一杯になった場合に、該グループ内で新たに記録されるデータはリングバッファ形式で上書きされることを特徴とする請求項１または２に記載のデータ記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、事後検証用に時系列で連続して入力される一連のデータを、一定容量の記録媒体に常時記録するためのデータ記録装置であり、特に、監視用途で使用する画像データを常時記録するカメラシステムにおける外部記録媒体への記録方法を工夫したデータ記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、防犯カメラ等が世の中に増えてきている。しかし、従来のように監視員が常にカメラの様子を監視することは、カメラの台数の増加、それに伴う人件費の増加等により、現実的ではない。そこで、カメラで撮影した映像を常時、記録メディアへ静止画像データとして記録し、何か事象が発生した際に、事後検証用に記録メディアを取り出し閲覧するシステムが既に知られている。
【０００３】
ここで記録メディアの容量は有限であるため、フレームレート（画像の取得間隔）や画像サイズによって定まる一定時間分のデータしか記録することができない。そのため、記録メディアの容量が一杯になった場合は、以後のデータ記録を停止する、もしくは、記録メディアに記録されているデータを古い順に消去し、新しいデータを上書きして記録する必要があった。
【０００４】
これにより、想定しているよりも過去の画像が欲しいといった状況になった場合には、時間が大きく経過していると削除されている可能性が高いという問題があった。  
また、例えば、事故発生時の状況は細かく記録し、かつ長期間画像も残したいといった要望に応えることは困難であるという問題もあった。
【０００５】
かかる問題を解決し得る従来の技術として、例えば、特許文献１に開示されているように、比較的新しいデータについては高品質を維持して記憶し、かつ古くなるにつれて品質を下げて記憶を継続するデータ記録装置が既に知られている。これは、記憶領域に空きがなくなった場合に、記憶領域に記憶された最古の画像データのフレームを間引き率１／２で間引いて別の記憶領域に移動させ、このデータ移動により先の記憶領域に生成された空き領域に、新たに受信された画像データをフルレートで上書きするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１９３７１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前述した特許文献１に記載された従来の技術では、記録メディアへの書き込み処理がシステム全体の処理性能の大部分を決める要となるため、書き込みの際に最古の画像データのフレームを間引いて別の記憶領域に移動させるという複雑な処理を行うことは、記録レートが遅くなるという問題があった。また、書き込み処理プログラムが複雑になり、プログラムの容量上の負担も大きくなるという問題もあった。
【０００８】
本発明は、以上のような従来の技術の有する問題点に着目してなされたものであり、データの記録の際に複雑な処理を行うことなく、時刻が最新であるほどデータの記録レートが高く、一定時間が過ぎた際にデータの記録レートが低くなるが長期間画像を記録することができ、プログラムの容量も抑えることができるデータ記録装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述した目的を達成するための本発明の要旨とするところは、以下の各項の発明に存する。  
［１］事後検証用に時系列で連続して入力される一連のデータを、一定容量の記録媒体（１３）に常時記録するためのデータ記録装置（１０）において、
前記記録媒体（１３）のメモリ領域を連続した複数のグループに分割し、そのうち２個以上かつ全グループ数未満の一定数の隣り合う配列のグループを、前記一連のデータをそれぞれ順次割り振り記録する単位となる記録対象グループとして選択し、
前記記録対象グループを成す配列中のある一のグループを移行判定の対象とし、一連のデータを前記記録対象グループ内で割り振り記録する過程で、前記移行判定の対象であるグループの容量がデータで一杯になった場合に、前記記録対象グループを成す配列を一定方向に一グループずつ移行させて、新たな記録対象グループとして選択し、
前記全グループの配列における一端側のグループを他端側に論理的に隣接したグループとして設定し、循環的に前記記録対象グループの移行を繰り返すことを特徴とするデータ記録装置（１０）。
【００１０】
［２］前記全グループ数と、前記記録対象グループの一定数は、前記記録媒体（１３）の容量に対する前記記録対象グループの任意の比率に応じて定められることを特徴とする［１］に記載のデータ記録装置（１０）。
【００１１】
［３］前記記録対象グループのうち前記移行判定の対象であるグループも含めて何れかの容量がデータで一杯になった場合に、該グループ内で新たに記録されるデータはリングバッファ形式で上書きされることを特徴とする［１］または［２］に記載のデータ記録装置（１０）。
【００１２】
次に、前述した解決手段に基づく作用を説明する。  
本発明に係るデータ記録装置（１０）によれば、記録媒体（１３）のメモリ領域を連続した複数のグループに分割し、そのうち２個以上かつ全グループ数未満の一定数の隣り合う配列のグループを、一連のデータをそれぞれ順次割り振り記録する単位となる記録対象グループとして選択する。全グループ数と、記録対象グループの一定数は、記録媒体（１３）の容量に対する記録対象グループの任意の比率に応じて定めると良い。
【００１３】
ここで記録対象グループは、新しいデータの記録に使用されることになり、記録対象グループ以外のグループは古いデータの記録に使用されることになる。時系列で連続して入力される一連のデータを記録対象グループにおける連続したセクタに順番に記録することにより、ファイルの断片化を抑止する。これにより、記録媒体（１３）へのアクセスの高速化を期待することができる。
【００１４】
記録対象グループを成す配列中のある一のグループを移行判定の対象とし、一連のデータを記録対象グループ内で割り振り記録する過程で、移行判定の対象であるグループの容量がデータで一杯になった場合には、記録対象グループを成す配列を一定方向に一グループずつ移行させて、新たな記録対象グループとして選択する。
【００１５】
全グループの配列における一端側のグループを他端側に論理的に隣接したグループとして設定し、循環的に前記記録対象グループの移行を繰り返す。これにより、記録媒体（１３）の各グループに対する記録回数が均一に保たれることになり、特定のグループへの記録の集中を防止することができる。従って、記録媒体（１３）における不良セクタの発生を抑止することができる。
【００１６】
このように、記録対象グループの配列を１つずつ移行させて循環させ、その都度、記録対象グループ単位で一連のデータを記録するだけで良く、特定のデータの間引きや削除、移動ないし空き領域の形成等の複雑な処理は一切不要である。このような簡単かつ高速で動作可能な記録処理に関わらず、記録媒体（１３）の一定容量内にてデータの保持時間は、記録対象グループにおける短期記録と、それ以外のグループにおける長期記録の２段階に階層化される。
【００１７】
これにより、新しいデータはレートを細かく記録することができ、しかも古いデータはレートは落ちるが長期間に亘り保存しておくことができる。従って、想定外の事象が発生した際の事後検証においては、間近の検証についてはレートの細かいデータを用いて詳細な検証を行うことができ、一方、古いデータを検証する必要が生じた場合にはレートは落ちるが長期保存されたデータを検証することも可能となる。
【００１８】
また、複数のグループのうち前記移行判定の対象であるグループも含めて何れかの容量がデータで一杯になった場合には、該グループ内で新たに記録されるデータはリングバッファ形式で上書きすると良い。これにより、データの削除ないし移動を行うことなく、最新のデータを高速で保存することが可能となる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係るデータ記録装置によれば、データの記録の際に複雑な処理を行うことなく、時刻が最新であるほどデータの記録レートが高く、一定時間が過ぎた際にデータの記録レートが低くなるが長期間画像を記録することができる。また、記録処理に関する制御プログラムの容量も抑えることができる。また、データを記録媒体の各グループへ連続した順番で記録することで、ファイルの断片化を抑止し、記録媒体へのアクセスの高速化を期待することができる。さらに、記録媒体の各グループへの記録回数を均等にして、不良セクタの発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態に係るデータ記録装置を概略的に示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るデータ記録装置において、記録メディアのメモリ領域を複数のグループに分割して記録対象グループを移行させる概念を示す説明図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るデータ記録装置で記録対象グループを移行させる概念を詳しく示す説明図である。
【図４】図３の続きの説明図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るデータ記録装置での画像データの記録時の処理を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態に係るデータ記録装置において記録対象グループに画像データを振り分け記録するイメージを図式化した説明図である。
【図７】図６の続きの説明図である。
【図８】図７の続きの説明図である。
【図９】図８の続きの説明図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係るデータ記録装置における記録対象グループの移行回数と各グループの上書きされた回数を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面に基づき本発明を代表する実施の形態を説明する。  
図１は、本実施の形態に係るデータ記録装置１０を概略的に示すブロック図である。以下、データ記録装置１０を、監視用途で使用する画像データを常時記録するカメラシステムに適用した場合を例にして説明する。
【００２２】
図１に示すように、本実施の形態におけるデータ記録装置１０は、カメラシステム側のカメラ１１と、画像蓄積基板１２と、記録媒体である記録メディア１３と、電源基板１４とから構成されている。電源基板１４は、システム動作に必要な電源電圧が外部から供給されるものである。
【００２３】
また、画像蓄積基板１２には、記録メディア１３に記録された画像データを閲覧するための描画側装置２０が通信ネットワークを介して接続されている。ここで描画側装置２０は、画像データを出力するモニタ２１の他、図示省略したが所定操作を行う入力装置等を備えている。
【００２４】
カメラシステム側のカメラ１１に関する性能は、例えば、画像の圧縮方法はＪＰＥＧを採用し、画像サイズは６４０×４８０または３２０×２４０等に設定する。また、２チャネル入力できるようにし、記録フレームレートは各チャネルで５枚／秒とし、時系列に沿って入力された画像データを常時記録できるように設定すると良い。
【００２５】
記録メディア１３は、例えば、小型のフラッシュメモリ（ＣＦカード）でも数十ギガバイトの容量を持つものも出現しているので、これらを用いると良い。記録メディア１３に関する設計方針としては、画像データの書き込み時に、連続したセクタを確保できるようにする。また、読み出し時よりも書き込み時の処理速度を優先すると共に、システム動作中の読み出し動作は想定せず、停止後に描画側装置２０で読み出すものとする。
【００２６】
画像蓄積基板１２は、本発明であるデータ記録装置１０の根幹を成すものであり、画像データの記録制御の中枢的機能を果たすＣＰＵと、ＣＰＵの実行するプログラムや各種の固定的データを記録するＲＯＭと、プログラムを実行する上で一時的に必要になるデータを記録するためのＲＡＭ等を主要部とする基板から構成されている。この画像蓄積基板１２に、外部から電源電圧が供給される電源基板１４の他、カメラ１１や記録メディア１３、それに前述したように描画側装置２０が接続されている。
【００２７】
次に、本実施の形態に係るデータ記録装置１０の作用について説明する。  
本データ記録装置１０は、図２（ａ）に示すように、記録メディア１３の物理的に連続したメモリ領域を、同図（ｂ）に示すように、複数のグループとして例えば８個に分割する。ここで各グループは、それぞれ管理情報の入ったヘッダ部分と実際の画像データに分けて記録する。
【００２８】
複数（８個）に分割したグループのうち２個以上かつ全グループ数（８個）未満の一定数の隣り合う配列のグループを記録対象とする。図２（ｂ）に示すように、一定数を例えば５個とすれば、この５個のグループを、カメラ１１から時系列で連続して入力される一連の画像データをそれぞれ順次割り振り記録する単位である「記録対象グループ」として使用する。
【００２９】
全グループ数と、記録対象グループの一定数は、記録メディア１３の容量に対する記録対象グループの任意の比率や、画像データの用途や記録条件等に応じて適切に決定する。また、各グループは、リングバッファ形式で画像データを記録する。
【００３０】
記録対象グループを成す隣り合う５個のグループは、新しいデータの記録に使用されることになり、記録対象グループ以外の残り３個のグループは、古いデータの記録に使用されることになる。カメラ１１から時系列で連続して入力される一連のデータを記録対象グループにおける連続したセクタに順番に記録することにより、ファイルの断片化を抑止する。これにより、記録メディア１３へのアクセスの高速化を期待することができる。
【００３１】
図２（ｃ）に示すように、記録対象グループを成す隣り合う５個のグループは、一定方向に一グループずつ順次移行させる。図３および図４は、記録対象グループの移行を詳しく示す説明図である。図３および図４においては、記録メディア１３のメモリ領域は１０個に分割されており、そのうち隣り合う配列の５個のグループが記録対象グループとして選択される。
【００３２】
そして、記録対象グループを成す配列中のある一のグループを移行判定の対象とする。具体的には例えば、記録対象グループを成すグループのうち先頭に位置するグループに定めると良い。一連のデータを記録対象グループ内で割り振り記録する過程で、移行判定の対象であるグループの容量がデータで一杯になった場合には、記録対象グループを成す配列およびその中で移行判定の対象であるグループを一定方向に一グループずつ移行させて、新たな記録対象グループとして選択する。
【００３３】
図４に示すように、全グループの配列における一端側（末尾）のグループを他端側（先頭）に論理的に隣接したグループとして設定し、循環的に前記記録対象グループの移行を繰り返す。これにより、記録メディア１３の各グループに対する記録回数が均一に保たれることになり、特定のグループへの記録の集中を防止することができる。従って、記録メディア１３における不良セクタの発生を抑止することができる。
【００３４】
図５は、画像データの記録時の処理を示すフローチャートである。  
本データ記録装置１０において、記録処理を実行するタスクは、記録命令を受信するまで待機する（ステップＳ１０１）。記録命令を受信すると、先ず、一連のデータを振り分ける対象である記録対象グループを決定する（ステップＳ１０２）。
【００３５】
次に、記録するデータ長から必要セクタ数を算出し、記録対象グループにおける空き領域を確認する（ステップＳ１０３）。ここで空き領域が十分存在する場合には（ステップＳ１０３；ｙｅｓ）、記録対象グループを成す各グループに一連のデータを振り分け記録する（ステップＳ１０７）。一方、空き領域が十分存在しない場合には（ステップＳ１０３；ｎｏ）、空き領域がないグループが移行判定の対象であるものであるか否かを確認する（ステップＳ１０４）。
【００３６】
移行判定の対象のグループでなければ（ステップＳ１０４；ｎｏ）、そのまま記録対象グループを成す各グループに対して（ステップＳ１０６）、一連のデータを振り分け記録する（ステップＳ１０７）。一方、移行判定の対象のグループであれば（ステップＳ１０４；ｙｅｓ）、記録対象グループを成す配列およびその中で移行判定の対象であるグループを一定方向に一グループずつ移行させて（ステップＳ１０５）、新たな記録対象グループに一連のデータを振り分け記録する（ステップＳ１０７）。
【００３７】
その後、次回の書き込み位置を決定する（ステップＳ１０８）。記録対象グループのうち移行判定の対象であるグループも含めて何れかの容量がデータで一杯になった場合には、該グループ内で新たに記録されるデータはリングバッファ形式で上書きする。これにより、データの削除ないし移動を行うことなく、最新のデータを高速で保存することが可能となる。以上の処理は画像蓄積基板１２によって実行される。
【００３８】
さらに、本実施の形態の選択パターンについて図式化して説明する。図６〜図１０は、前述した図３および図４におけるグループ移行処理に基づき、秒間５枚の画像データを記録メディア１３に記録するイメージを図式化した説明図である。ここでの記録処理は、前述した図５に示したフローチャートに従うものとする。また、簡易化のために、各グループのファイルサイズは一定で、１つのグループに入る画像データは１２個とする。
【００３９】
図６に示すように、記録処理が開始されてから１秒後には、全グループの配列における一端側（末尾）から５個のグループ＃０，＃１，＃２，＃３，＃４が記録対象グループとして選択され、それぞれに画像データが１個ずつ割り振られて保存される。図７に示すように、１２秒経過した時点で、今まで記録対象グループであった５個のグループ＃０，＃１，＃２，＃３，＃４は、それぞれ容量が一杯となる。
【００４０】
このとき、記録対象グループのうち移行判定の対象であるグループ＃０の容量がデータで一杯になったので、記録対象グループを成す配列のグループ＃０〜＃４およびその中で移行判定の対象であるグループ＃０を一定方向に一グループずつ移行させる。これにより、図８に示すように、今度は配列＃１〜＃５の５個のグループが新たな記録対象グループとして選択され、画像データは各グループ＃１〜＃５にそれぞれに１秒に１個ずつ割り振られて保存される。
【００４１】
このような記録対象グループの移行は、その時々の記録対象グループのうち先頭の移行判定の対象のグループの容量が上書き分も含めて一杯になった時点で実行される。そして、図９に示すように、記録対象グループの移行において、全グループの配列における一端側（末尾）のグループ＃９を他端側（先頭）＃０に論理的に隣接したグループとして設定され、循環的に記録対象グループの移行は繰り返されることになる。
【００４２】
図１０は、記録対象グループの移行回数と各グループの上書きされた回数を示す表である。図中で縦はグループ、横は移行回数を表している。このように、記録対象グループの移行に伴い、短期的には各グループに対する上書き回数に差が出てしまうが、長期的にはほぼ均一となる。従って、前述したように記録メディア１３の各グループに対する記録回数が均一に保たれることになり、特定のグループへの記録の集中を防止することができる。
【００４３】
このようにデータ記録装置１０では、記録対象グループの配列を１つずつ移行させて循環させ、その都度、記録対象グループ単位で一連のデータを記録するだけで良く、特定のデータの間引きや削除、移動ないし空き領域の形成等の複雑な処理は一切不要である。このような簡単かつ高速で動作可能な記録処理に関わらず、記録メディア１３の一定容量内にてデータの保持時間は、記録対象グループにおける短期記録と、それ以外のグループにおける長期記録の２段階に階層化される。
【００４４】
すなわち、新しい画像データはレートを細かく記録することができ、しかも古い画像データはレートは落ちるが長期間に亘り保存しておくことができる。従って、想定外の事象が発生した際の事後検証においては、間近の検証についてはレートの細かい画像データを用いて詳細な検証を行うことができ、一方、古い画像データを検証する必要が生じた場合にはレートは落ちるが長期保存された画像データを検証することも可能となる。記録メディア１３に記録された画像データは、描画側装置２０によってモニタ２１上に読み出し随時閲覧することができる。
【００４５】
以上、本発明の実施の形態を図面によって説明してきたが、具体的な構成は前述したような実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。例えば、画像データとしては静止画像データのものに限らず、動画データ、あるいは高ビットレートな音声を常時記録するように構成しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明に係るデータ記録装置は、鉄道分野におけるワンマン車ドア、荷物置き場、客室、運転台、踏切等の監視用途、その他画像を使用する分野全般にも適用することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１０…データ記録装置
１１…カメラ
１２…画像蓄積基板
１３…記録メディア
１４…電源基板
２０…描画側装置
２１…モニタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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