(57)【要約】【課題】ファイルシステムを用いて実時間性のある複数のデータを同時に並行して別々のファイルに記録・再生する際、複数ファイルを記録する領域の間でヘッドシークが頻発して記録・再生の実時間性を保証することができなかった。【解決手段】複数の実時間性のあるデータを記録する際には複数のデータを多重化して１次元データとして連続に記録するとともに、別々のファイルとして管理できるようファイル管理情報を更新する。また複数の実時間性のあるデータを再生する際には、複数のファイルの読み出しアドレスをメディア上のアドレス順にソートして最小限のヘッドシークでデータを連続に読み出し、その後ファイル管理情報に基づいてファイル別にデータを分類して複数の再生データを得る。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ファイルシステムを用いて複数の実時間性のあるデータを並行して別々のファイルに記録する方式において、ファイルシステムに対して連続領域に空き記録領域を確保する空き領域確保手段と、記録したい複数の実時間性のあるデータを個々に記録するメディアの誤り訂正符号化ブロック単位の断片に分割するデータ分割手段と、前記データ分割手段によって分割されたデータの断片を個々に記録するデータレートに応じた割合で時分割多重して１次元データ化する多重化手段と、前記多重化手段においてどの種類のデータがどの順番に多重化されたかを記憶しておく多重化順記憶手段と、多重化されたデータを前記空き領域確保手段にてあらかじめ確保した記録メディアの連続アドレス領域に記録する記録手段と、多重化された全データの断片が記録終了した後に前記多重化順記憶手段の情報に従ってファイルシステムの管理情報を更新して複数のファイルに分割するファイル管理情報更新手段を具備することを特徴とするマルチファイルの実時間記録方法。
【請求項２】
前記空き領域確保手段は複数のデータの全容量を合計した容量を記録メディアの連続アドレス領域に確保することを特徴とする請求項１記載のマルチファイルの実時間記録方法。
【請求項３】
前記空き容量確保手段は常に所定の容量の空き領域を記録メディアの連続アドレス領域に確保することとし、記録動作の進行に合わせて確保した領域が不足するたびにファイル管理情報更新手段によってそれまでに記録が完了したファイルの情報を更新するとともに、前記所定の容量の空き領域を記録メディアの連続アドレス領域に確保する動作を繰り返すことを特徴とする、請求項１記載のマルチファイルの実時間記録方法。
【請求項４】
記録動作の終端において前記空き領域確保手段によってあらかじめ確保した記録メディアの連続アドレス領域を全て使い切る前に記録が終了する場合には未記録領域を開放することを特徴とする、請求項３記載のマルチファイルの実時間記録方法。
【請求項５】
前記多重化順記憶手段は同時に記録される複数のデータにユニークなＩＤを割り当て、データが多重化された順番を先頭から順にＩＤを表にして記憶していくものとし、前記ファイル管理情報更新手段は多重化順記憶手段によって記憶されたＩＤの表を読み出してＩＤが同じデータ同士を集めて別々のファイルを生成することを特徴とする、請求項１記載のマルチファイルの実時間記録方法。
【請求項６】
請求項１から請求項５のマルチファイルの実時間記録方法によって記録された複数のファイルを実時間で読み出して再生する方法において、ファイルシステムのファイル管理情報から並列に読み出すべき複数ファイルのデータが記録されているアドレスを誤り訂正符号化ブロックの単位に読み出すアドレス読み出し手段と、読み出したアドレス情報を一時的に記憶しておくアドレスバッファ手段と、前記アドレスバッファ手段のアドレス情報をアドレス値の大小関係からソートして並べ替えるアドレス並べ替え手段と、前記アドレス並べ替え手段によって並べ替えられたアドレスの順にデータの断片を読み出すデータ読み出し手段と、読み出したデータの断片を一時記憶しておくデータバッファ手段と、ファイルシステムのファイル管理情報から読み出したデータの断片がそれぞれどのファイルのデータであるかを特定するファイル特定手段と、前記ファイル特定手段によって特定されたファイル毎に前記データバッファ手段に一時記憶されているデータの断片を並べ替えるデータ並べ替え手段を具備することを特徴とするマルチファイルの実時間再生方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は実時間性のあるデータを同時に並行して複数のファイルに記録あるいは再生する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
テープメディアからディスクメディア、メモリメディアへと記録メディアが変遷する中で、データをファイルとして認識できる形態で記録・再生するシステムが普及してきた。典型的な例にコンピュータが記録・再生するデータファイルがあるが、コンピュータが扱うファイルの記録・再生は実時間性を保証しない場合が多く、ベストエフォートで最速に動作できるようチューニングが施されている。しかしながらオーディオやビデオなど実時間性のあるデータをファイルとして記録・再生するような場合、記録メディアのランダムアクセスによって書き込み・読み出しに遅延が発生すると音声や映像に乱れが生じる。したがってオーディオやビデオを記録・再生する応用においては実時間性が保証できる規格が策定されてきた。
【０００３】
例えば「ＤＶＤ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ  ｆｏｒ  Ｒｅｗｒｉｔａｂｌｅ／Ｒｅ−ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ  Ｄｉｓｃｓ」では光ディスクメディアを応用したオーディオとビデオの実時間記録・再生が標準規格として規定されている。規格書によれば、オーディオとビデオをＭＰＥＧ２のプログラムストリームに符号化し、一定長以上の記録メディアの連続アドレス領域に単一ファイルとして記録・再生することで実時間性が保証できるとしている。これは記録アドレスが不連続になるポイントで光ディスクドライブのピックアップを物理的に移動させるシーク動作を必要とするため、シークが頻発してデータが書き込めない、あるいは読み出せない期間が多発することを回避するためである。このように単一ファイルへの記録・再生においてはファイル内でのシークの発生を抑制することで実時間性を保証することが可能になるとしている。
【０００４】
また特開２００１−６７８０２号公報の「マルチチャンネル記録装置及び記録方法」においては、複数チャンネルのデータをインターリーブして交互に連続記録する方法について提案している。複数のチャンネルを無秩序に記録してしまうと、チャンネル間で予測できないシークが発生するため、それぞれのチャンネルのデータを順序良くインターリーブして連続に記録することで実時間性が保証できるとしている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−６７８０２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらデータをメディアの連続領域に記録するだけではファイルシステムを用いてチャンネル毎に別々のファイルに記録することはできない。ファイルとして独立に認識できる構造にするためには、ファイルシステムにおけるファイル管理情報の生成と記録が必要になる。一般にファイルの管理情報が記録されている領域はデータ記録領域と離れた位置にあり、データの読み書きとファイル管理情報の読み書きにはシークが発生してしまう。シークによる記録・再生動作の中断が実時間性を損なうため、ファイルの管理情報を更新あるいは読み出すタイミングの制御まで確実に行わない限り実時間性の保証ができないといった課題がある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明では、複数のファイル間でシークの条件を積極的に制御する方法として、ファイルシステムを用いて複数の実時間性のあるデータを並行して別々のファイルに記録する方式において、ファイルシステムに対して記録メディアの連続アドレス領域に空き記録領域を確保する空き領域確保手段と、記録したい複数の実時間性のあるデータを個々に記録するメディアの誤り訂正符号化ブロック単位の断片に分割するデータ分割手段と、前記データ分割手段によって分割されたデータの断片を個々に記録するデータレートに応じた割合で時分割多重して１次元データ化する多重化手段と、前記多重化手段においてどの種類のデータがどの順番に多重化されたかを記憶しておく多重化順記憶手段と、多重化されたデータを前記空き領域確保手段にてあらかじめ確保した記録メディアの連続アドレス領域に記録する記録手段と、多重化された全データの断片が記録終了した後に前記多重化順記憶手段の情報に従ってファイルシステムの管理情報を更新して複数のファイルに分割するファイル管理情報更新手段を具備することを特徴とするマルチファイルの実時間記録方法を提供するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【０００９】
（実施の形態１）
図１および図２を用いて本発明請求項１および２の実施の形態を説明する。図１は本発明の実施の形態１のブロック図を、図２は空き領域確保手段の動作を示している。図１において、１００は記録するメディアのファイルを管理するファイルシステム、１０１はファイルシステムに対して連続領域に空き記録領域を確保する空き領域確保手段、１０２と１０３は記録したい実時間の入力データ１と入力データ２、１０４と１０５は記録したい２つの実時間性のあるデータ１とデータ２を記録するメディアの誤り訂正符号化ブロック単位の断片に分割するデータ分割手段１とデータ分割手段２、１０６は分割されたデータの断片を個々に記録するデータレートに応じた割合で時分割多重して１次元データ化する多重化手段、１０７は前記多重化手段においてどの種類のデータがどの順番に多重化されたかを記憶しておく多重化順記憶手段、１０８は多重化されたデータを前記空き領域確保手段にてあらかじめ確保した連続領域に記録する記録手段、１０９は多重化された全データの断片が記録終了した後に前記多重化順記憶手段の情報に従ってファイルシステムの管理情報を更新して複数のファイルに分割するファイル管理情報更新手段である。また図２において、２０１と２０２は実時間の入力データ１と入力データ２の容量、２０３は空き領域確保手段が確保する空き領域の容量、２０４はデータ記録後の状態をそれぞれ模式的に図示している。以上のように構成されるマルチファイルの実時間記録システムについて、以下その動作を説明する。
【００１０】
データを断片に分割してメディアに記録するとともに、記録した断片の再生順をファイル管理情報としてメディアに記録する一般的なファイルシステム１００を用いて実時間入力データ１と実時間入力データ２の２つファイルを同時に並行して記録するシステムにおいて、空き領域確保手段１０１は図２に示すように記録したい実時間の入力データ１と入力データ２の合計の容量分２０３だけファイルシステム１００から空き領域を確保する。入力データ１と入力データ２はそれぞれデータ分割手段１とデータ分割手段２によって記録するメディアの誤り訂正符号化ブロックのサイズに分割され、多重化手段１０６によって入力データ１と入力データ２のデータレートに応じた割合で時分割多重して１次元のデータ列に並べられる。この際、多重化順記憶手段１０７はどの順番にデータを時分割多重して１次元化したかを記憶している。記録手段１０８は前記多重化手段１０６によって１次元データに並べられたデータ列を前記空き領域確保手段１０１によって確保された記録領域に記録する。この結果、記録されたデータ２０４は図２のような状態になる。すべてのデータの記録が完了した時点でファイル管理情報更新手段１０９は前記多重化順記憶手段１０７にしたがって入力データ１と入力データ２を別々のファイルとして正しく読み出せるようにファイル管理情報を更新する。
【００１１】
上記のように動作することにより、実時間性のある２つの入力データ１と入力データ２は連続アドレス領域に交互に記録されるため、入力データ１と入力データ２の記録の間でヘッドシークは発生しない。また、ファイル管理情報としては２つの独立したファイルとして更新されるため、入力データ１と入力データ２はそれぞれ別々のファイルとして読み出すことが可能な状態となる。２つの異なる実時間性のあるデータを１次元データとして連続に記録すること、ファイル管理情報としては別々のファイルとなるように更新することが本発明が提供する実時間データ記録を保証する。
【００１２】
なお、実施の形態１では２つの実時間入力データの例を説明したが、入力される実時間入力データの数は２つに限定されるものではなく、さらに多数の入力データであってもかまわない。
【００１３】
（実施の形態２）
次に図１および図３を用いて本発明請求項３の実施の形態を説明する。実施の形態１においては、空き領域確保手段１０１は入力データ１と入力データ２の合計容量分だけあらかじめ空き領域を確保することを特徴としていたが、実施の形態２においては請求項３に記載したとおり、まず所定の容量分だけ空き領域を確保して記録動作を開始する（図３の空き容量確保手段が確保する容量３０３の１回目の容量に相当）。確保された容量分だけ記録が完了した時点でファイル管理情報更新手段１０９はその時点でのファイルの記録状態に応じて管理情報を部分的に更新する。さらに記録すべき入力データ１あるいは入力データ２がまだ連続する場合には空き領域確保手段１０１は再度所定の容量分だけ空き領域を確保して記録動作を継続する（図３の２回目、３回目に相当）。
【００１４】
このように動作することにより、入力データ１および入力データ２の終端が不明であるようなライブ入力に対して前進的に記録動作を継続することが可能であるばかりでなく、所定の容量分だけ記録が完了した時点でファイル管理情報が更新されるために何らかの障害によって記録動作が停止した場合でも、直前にファイル管理情報が更新された時点までのファイル情報が保存されるため、記録の開始から記録情報が失われるリスクを回避することが可能となる。
【００１５】
なお、実施の形態２では２つの実時間入力データの例を説明したが、入力される実時間入力データの数は２つに限定されるものではなく、さらに多数の入力データであってもかまわない。さらに、空き領域確保手段の領域確保の繰り返し回数についても３回の例を図示しているが、１回以上の繰り返しについて同様の動作をするものとする。
【００１６】
（実施の形態３）
次に図４を用いて本発明請求項４の実施の形態を説明する。図４は本発明の実施の形態３の領域開放動作を示している。図４において、４０１は記録されたデータの状態、４０２は未記録領域を開放した状態を模式的に示している。
【００１７】
実施の形態２で説明したとおり、空き領域の確保を所定の容量だけ前進的に確保した場合、入力データの終端において未使用の領域が残されることが起こり得る。領域を確保したまま放置しても記録動作として支障は無いが、記録メディアの使用効率が悪くなる恐れがある。そこで請求項４では記録データの終端があらかじめ確保した空き容量よりも短い場合において、未記録の確保領域を開放する。これによって無駄に確保されたままとなる空き領域を以降の記録で有効に使用することが可能となる。
【００１８】
（実施の形態４）
次に図５を用いて本発明請求項５の実施の形態を説明する。図５はＩＤによって入力データの多重化順を記憶する請求項５のブロック図である。図５において、５０１と５０２は記録したい２つの実時間性のある入力データを記録するメディアの誤り訂正符号化ブロック単位の断片に分割した入力データ１と入力データ２、５０３は分割されたデータの断片を個々に記録するデータレートに応じた割合で時分割多重して１次元データ化する多重化手段、５０４は前記多重化手段においてどの種類のデータがどの順番に多重化されたかをＩＤによって記憶しておく多重化順記憶手段、５０５は多重化された全データの断片が記録終了した後に前記多重化順記憶手段のＩＤ情報に従ってファイルシステムの管理情報を更新して複数のファイルに分割するファイル管理情報更新手段である。
【００１９】
多重化手段５０３は記録するメディアの誤り訂正符号化ブロック単位の断片に分割されたデータを個々に記録するデータレートに応じた割合で時分割多重して１次元データ化するとともに、多重化した順番をＩＤにして多重化順記憶手段５０４に伝送する。多重化順記憶手段は前記ＩＤを記憶しておき、ファイル管理情報更新手段５０５に情報を伝達する。ファイル管理情報更新手段５０５はファイル管理情報を更新する際、前記多重化順記憶手段５０４の出力にしたがい、同じＩＤのデータ断片が同じファイルとなるようにファイル管理情報を更新する。
【００２０】
以上のように動作することにより、２つの入力データは別々のファイルとして記録することが可能となる。
【００２１】
（実施の形態５）
最後に図６を用いて本発明請求項６の実施の形態を説明する。図６は請求項１〜５で記録された実時間性のある複数のファイルを同時に並行して再生する再生方法のブロック図である。図６において、６００はデータを断片化して記録するとともに、断片データを連ねてファイルとして管理する一般的なファイルシステム、６０１はファイルシステムのファイル管理情報から並列に読み出すべき複数ファイルの断片データが記録されているアドレスを誤り訂正符号化ブロックの単位に読み出すアドレス読み出し手段、６０２は読み出したアドレス情報を一時的に記憶しておくアドレスバッファ手段、６０３は前記アドレスバッファ手段のアドレス情報をアドレス値の大小関係からソートして並べ替えるアドレス並べ替え手段、６０４は前記アドレス並べ替え手段によって並べ替えられたアドレスの順にデータの断片を読み出すデータ読み出し手段、６０５は読み出したデータの断片を一時記憶しておくデータバッファ手段、６０６はファイルシステムのファイル管理情報から読み出したデータの断片がそれぞれどのファイルのデータであるかを特定するファイル特定手段、６０７は前記ファイル特定手段によって特定されたファイル毎に前記データバッファ手段に一時記憶されているデータの断片を並べ替えるデータ並べ替え手段、６０８と６０９は最終的に並列に読み出される実時間の出力データ１と出力データ２である。
【００２２】
実施の形態５では２つの実時間ファイルを並列に読み出す場合について説明する。読み出すべき２つのファイルの読み出すべき位置が指定さると、アドレス読み出し手段６０１は２つのファイルの断片データが記録されているメディア上の複数のアドレス情報を読み出し、アドレスバッファ手段６０２に格納する。アドレス並べ替え手段６０３はアドレスバッファ手段６０２に読み出された複数のアドレスをアドレスの小さい順に並べ替える。これによって可能な限りヘッドのシークが少なくなるようにデータの読み出し順が整理される。読み出すべき２つのファイルが請求項１〜５にしたがって記録され、読み出しの先頭位置が２つのファイルで等しい場合には、読み出しアドレスを小さい順に並べ替えることで全くシークが発生しない連続な読み出しが可能になる。データ読み出し手段６０４は前記アドレス並べ替え手段６０３の結果に基づいて、最小限のヘッドシークによってデータを高速に読み出し、データバッファ手段６０５に一旦格納する。この段階では２つのファイルのデータが混じりあった状態であり、このまま出力することはできない。ファイル特定手段６０６はファイルシステムの管理情報から読み出されたデータの断片がどのファイルのものであるか特定し、データ並べ替え手段６０７は前記ファイル特定手段６０６の結果に基づいてデータバッファ手段６０５に格納されているデータをそれぞれのファイルのデータに分類する。このように動作することによって、最終的に実時間の出力データ１と出力データ２を得ることができる。
【００２３】
なお、実施の形態５では２つのファイルを読み出すことを例に説明したが、２つ以上の場合でも同様に再生することが可能である。
【００２４】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、実時間性のある複数のデータを別々のファイルとして同時に記録・再生する際の不必要なヘッドシークを防止し、データを欠落することなく記録・再生することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１による実時間データ記録方法のブロック図
【図２】本発明の実施の形態１による空き領域確保手段と記録データの状態を示す模式図
【図３】本発明の実施の形態２による空き領域確保手段と記録データの状態を示す模式図
【図４】本発明の実施の形態３による未記録領域の開放を示す模式図
【図５】本発明の実施の形態４によるＩＤを用いた多重化順記憶手段のブロック図
【図６】本発明の実施の形態５による実時間データファイルの再生方法のブロック図
【符号の説明】
１００  ファイルシステム
１０１  空き領域確保手段
１０２  実時間入力データ１
１０３  実時間入力データ２
１０４  データ分割手段１
１０５  データ分割手段２
１０６  多重化手段
１０７  多重化順記憶手段
１０８  記録手段
１０９  ファイル管理情報更新手段
２０１  実時間入力データ１の容量
２０２  実時間入力データ２の容量
２０３  空き領域確保手段が確保する容量
２０４  記録されたデータの状態
３０１  実時間入力データ１
３０２  実時間入力データ２
３０３  空き領域確保手段が確保する容量
３０４  記録されたデータの状態
４０１  記録されたデータの状態
４０２  未記録領域を開放した状態
５０１  分割された実時間の入力データ１
５０２  分割された実時間の入力データ２
５０３  多重化手段
５０４  ＩＤによって多重化順を記憶する多重化順記憶手段
５０５  ＩＤによってファイルの管理情報を更新するファイル管理情報更新手段
６００  ファイルシステム
６０１  アドレス読み出し手段
６０２  アドレスバッファ手段
６０３  アドレス並べ替え手段
６０４  データ読み出し手段
６０５  データバッファ手段
６０６  ファイル特定手段
６０７  データ並べ替え手段
６０８  実時間の出力データ１
６０９  実時間の出力データ２
【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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