(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホストコンピュータとの間でデータの送受信を行うデータインタフェース手段と、
前記データインタフェース手段に接続され前記データインタフェース手段からの下り方向にはデータを圧縮し前記データインタフェース手段への上り方向にはデータを伸長するデータ圧伸手段と、
前記データ圧伸手段からのデータおよびテープ制御手段からのデータを記憶するキャッシュメモリ手段と、
前記キャッシュメモリ手段からのデータをテープ記録媒体に記憶し該テープ記録媒体に記憶されているデータを前記キャッシュメモリ手段に読み出すテープ制御手段とを備え、
前記テープ記録媒体から前記キャッシュメモリ手段に読み出されたデータを、前記データ圧伸手段の前記データインタフェース手段からの下り方向側に転送するバイパス手段を設けたことを特徴とするデータ圧縮記録装置。
【請求項２】
前記データ圧伸手段で圧縮処理を行ったデータと前記キャッシュメモリ手段に記憶されている圧縮処理前のデータとを比較し、データ記憶容量の小さいものを前記テープ記録媒体に記憶させるデータ比較選択手段を具備することを特徴とする請求項１記載のデータ圧縮記録装置。
【請求項３】
前記キャッシュメモリ手段から前記データ圧伸手段の前記データインタフェース手段側に前記バイパス手段を経由してデータを転送させるデータ転送制御手段を具備することを特徴とする請求項１または請求項２記載のデータ圧縮記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、データの圧縮記録が行われるデータ記録装置に関し、ことに、すでに非圧縮で記録されているデータ内容を圧縮して同一記録媒体に記録するデータ圧縮記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
データ圧縮は、データの持つ冗長性を除くことによってデータ量を削減する技術で、これによってデータを格納するファイル容量を減らしたり、通信回線経由でデータを送信する時間を短縮するメリットがある。特に、画像信号を処理するイメージ処理や、ファクシミリ通信等では取り扱うデータ量が膨大になるため、データ圧縮は必須になる。
【０００３】
データ圧縮の例として、音声や音楽等の音響ディジタル信号の圧縮はＭＤ（ミニディスク）やＤＣＣ（ディジタル・コンパクト・カセット）等でも使われている。これらの音響信号を圧縮する場合には、音響信号の性質を利用したり、人間の聴覚特性を利用したりする。
【０００４】
例えば音響信号の性質を利用する場合は、音響信号をＦＦＴ（高速フーリエ変換）解析器で周波数分析して信号周波数成分が１０ｋＨｚ以下に集中されているのを知ると、周波数スペクトラム成分の存在しない部分は伝送記録せず、周波数スペクトラム成分の小さい部分にはビツト割り当てを少なくするなどの工夫をする。
また、人間の聴覚特性を利用する場合は、例えば大きな音があると小さな音が聞こえなくなるというマスキング効果等が用いられる。
【０００５】
さらに高能率符号化を用いた方法としては、ＭＤに用いられているＡＴＲＡＣ（Adaptive Transform Acoustic Coding）、ＤＣＣに採用されているＰＡＳＣ（Precised Adaptive Subband Coding）、米国ドルビー社のＡＣ−３、米国ＡＰＴ社のＡＤＰＣＭ（Adaptive Differential Pulse Code Modulation ）を利用するシステム、さらにＮＨＫが開発したＡＤＰＣＭとＣＯＦＤＭ（Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing）変復調器を用いる方法などがある。技術的には、デルタＰＣＭコーディング、ＬＰＧ、ＣＥＬＰ、ＶＳＥＬＰ、ＡＴＣコーダ等の技術が現在活かされている。
【０００６】
画像信号の高能率符号化による圧縮の例は、カラー静止画像符号化方式についてはＩＳＯ（国際標準化機構）、ＩＴＵ−Ｔ（国際電気通信連合電気通信標準化部門）の共同組織であるＪＰＥＧ（Joint Photographic Coding Experts Group ）で標準化作業をすすめていて、符号化方式はすでに標準化されている。
また、テレビ電話やテレビ会議用には、ＩＴＵ−ＴよりＨ．２６１という符号化方式が勧告されている。
【０００７】
さらに、カラー動画像蓄積用符号化方式の標準化ではＩＳＯ（国際標準化機構）とＩＥＣ（国際電気標準会議）が共同で作業を進めるＪＴＣ１（情報処理関連国際標準化技術委員会）の下部組織であるＭＰＥＧ（Moving Picture Coding Experts Group ）が、ＭＰＥＧ１、ＭＰＥＧ２、ＭＰＥＧ４の３つのタイプに分けて標準化を進めている。
【０００８】
このうちＭＰＥＧ１は転送速度が１．５Ｍビツト／秒程度で主にＣＤ−ＲＯＭ等の蓄積メディアを対象にしたもので、すでにＩＳＯとＩＥＣの国際標準になっている。
【０００９】
またＭＰＥＧ２は転送速度が数Ｍビツト／秒から数十Ｍビツト／秒という広い範囲を対象にしていて、すでに国際標準になっている。蓄積メディアを対象にしたＭＰＥＧ１の上位バージョンになるほか、次世代テレビ放送や広帯域ＩＳＤＮを利用した映像伝送等も対象にし、蓄積メディア、放送、通信で共通に利用できる汎用が他の映像符号化方式を目指している。
【００１０】
またＭＰＥＧ４は転送速度が数ｋビツト／秒という低ビツト・レートを対象にした映像符号化方式で、移動体通信での利用を想定している。
【００１１】
これらの画像の高能率符号化は予測符号化と直交変換と可変長符号化を組み合わせた形式によっている。図３に、画像の高能率符号化の国際標準勧告の例を示した。図中のＤＣＴはDiscrete Cosine Transform の略で離散型コサイン変換を意味している。
またＤＰＣＭはDifferential Pulse Code Modulationの略で過去の標本値に基づいて予測を行い、実際の標本値と予測値の誤差を符号化することによってデータ量を減らす予測符号化の一種である。
ところで以上に述べた圧縮方式は非可逆圧縮であって、圧縮された内容から圧縮前の信号が再現できないような種類の圧縮方式である。これに対して、圧縮された内容から圧縮前の信号が完全に再現できるような圧縮方式がある。これらは可逆圧縮方式と呼ばれる。この方法は、一定の符号化方式の信号から冗長度を除いてデータを圧縮し、圧縮したデータで記憶や通信を行って記憶容量や通信容量の削減を図り、再生、受信した際には圧縮野場合と逆の方式を用いて元の信号を再現する方式のものである。
本発明はこのような可逆圧縮方式のデータ圧縮記録方式に関し、ここで使用する圧縮アルゴリズムはＩＢＭ社のチップのＡＬＤＣを用いたものである。
【００１２】
ところで従来はこのような圧縮を実行する際には次のようにして実行されていた。
すなわち、データを磁気テープ等に圧縮記録する際には、非圧縮で記録されている磁気テープの記録内容をストリーマで一旦読み、一度ホストコンピュータを経由して圧縮装置を有するストリーマに改めて転送して圧縮記録するか、もしくは一旦ホストコンピュータで圧縮をかけてからストリーマで記録するようにしていた。
このような方法であると、ホストコンピュータとストリーマ間でデータが往復するようになるため時間がかかるし、ホストコンピュータのＨＤＤ（ハードディスク装置）やＣＰＵタイム資源をもこの間利用しなければならないということになる。
【００１３】
なおここでストリーマと呼ぶのは、ストリーミング・テープ装置のことであって、普通の磁気テープ装置のように１ブロックを読み書きする度にテープをスタート・ストップさせず、テープを止めずに読み書きが可能なように構成された磁気テープ装置である。
【００１４】
実際には、ストリーマには圧縮機能を有する圧縮チップが内蔵されて搭載されている場合が多いが、これはホストコンピュータからテープへデータを一旦記憶させた後、テープからホストコンピュータへデータを戻す時に動作するような仕組みになっており、テープからテープへの転送するような場合には利用できない場合が多かった。
【００１５】
また、ホストコンピュータからストリームデータとしてデータを受け取って、この受けとった非圧縮のデータを圧縮する場合に、最適な圧縮を行うために必要とされるブロックの大きさを予め用意することは不可能に近いし、圧縮したデータが圧縮する前のデータよりも逆に大きくなってしまうようなデータ列がきた場合に、圧縮を取り止めてもとの非圧縮のままでデータを書き込もうと思っても、それまでにホストコンピュータから送られてきた非圧縮データを溜め込んでおく巨大なバッファを用意しなければならなくなるので実用的ではなかった。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
上述のごとく、従来の磁気テープストリーマ装置を用いて、データを圧縮しようとすると、ホストコンピュータを用いる必要があり、また最適なバッファメモリ容量の決定に困難があり、圧縮したデータが圧縮する前のデータよりも大きくなる場合に対処しようとすると巨大なバッファを用意しなければならないという問題がある。
【００１７】
本発明はこの点を解決して、ホストコンピュータの制御を離れてローカルにデータ圧縮が可能であり、データ圧縮に際して別途大規模なメモリを必要とせず、先読み最適化圧縮が可能で処理が高速なデータ圧縮記録装置を廉価に実現することを課題とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、ホストコンピュータとの間でデータの送受信を行うデータインタフェース手段と、前記データインタフェース手段に接続され前記データインタフェース手段からの下り方向にはデータを圧縮し前記データインタフェース手段への上り方向にはデータを伸長するデータ圧伸手段と、前記データ圧伸手段からのデータおよびテープ制御手段からのデータを記憶するキャッシュメモリ手段と、前記キャッシュメモリ手段からのデータをテープ記録媒体に記憶し該テープ記録媒体に記憶されているデータを前記キャッシュメモリ手段に読み出すテープ制御手段とを備え、前記テープ記録媒体から前記キャッシュメモリ手段に読み出されたデータを、前記データ圧伸手段の前記データインタフェース手段からの下り方向側に転送するバイパス手段を設けたことを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかるデータ圧縮記録装置を添付図面を参照にして詳細に説明する。
図１は、本発明のデータ圧縮記録装置の一実施形態のブロック図である。
図１において、１は磁気テープストリーマ、２はホストコンピュータ、３はハードディスク装置、４はＳＣＳＩ（Small Computer System Interface ）である。
【００２０】
図１でホストコンピュータ２にはＳＣＳＩフォマッタが接続されている。通常はこのホストコンピュータ２からの指示でＳＣＳＩフォマッタを介して磁気テープストリーマ１を働かせてデータをテープに読み書きする。
【００２１】
ハードディスク装置３はホストコンピュータ２に接続されて外部記憶装置として働き、プログラムやデータを記憶する。
ＳＣＳＩ４は、磁気テープストリーマ１、ホストコンピュータ２を制御する信号線である。ＳＣＳＩ４は小型コンピュータ用の周辺装置インタフェースの１種であり、ＡＮＳＩ（米国規格協会）での規格化されている。
この方式では、コントローラを周辺装置側に持たせて、周辺装置をインテリジェント化してホストコンピュータ２側の負担を軽くしている。
またホストコンピュータ２の介在なしにコントローラ間でデータ転送が可能である。
【００２２】
磁気テープストリーマ１は、ＳＣＳＩコントローラとなるＳＣＳＩ  ＩＣ１１と、データストリームを圧縮・伸長する圧伸ＩＣ１２と、通常はホストコンピュータ２からのデータ転送速度とテープ装置１５のデータ転送速度の差を吸収するために用いられるメモリであるキャッシュメモリ１３と、コーダ・デコーダとして働くＤＳＰ（Digital Signal Processor）１４と、磁気テープ装置１５で構成されている。さらにキャッシュメモリ１３から圧伸ＩＣ１２の間にデータを折り返すバイパス回路１６を設けてある。
【００２３】
さらに磁気テープストリーマ１は、ホストコンピュータ２の介在なしにキャッシュメモリ１３の記憶内容を選択して呼びだし、バイパス回路１６を介して圧伸ＩＣ１２に加えて圧縮を実行させ、その結果を改めてキャッシュメモリ１３に記憶させる制御機能を持っている。
【００２４】
図２は、本発明のデータ圧縮記録装置の圧縮記録を行う際の動作フローチャートである。図２にそって本実施形態のデータ圧縮記録装置でデータを圧縮記憶する際の動作について説明する。
【００２５】
前提としてすでにホストコンピュータ２から非圧縮のデータがすでに磁気テープに書き込まれているものとする。
ホストコンピュータ２から磁気テープ上に記録されているデータが指定されて圧縮命令を受けると（ステップ１０１）、テープ装置１５を駆動してテープから指定されたデータの一部を読み出してキャッシュメモリ１３に記憶させる（ステップ１０２）。このデータを仮にデータＡとする。
【００２６】
このキャッシュメモリ１３に記憶させたこのデータＡをバイパス回路を経由して圧伸ＩＣ１２に供給する（ステップ１０３）。
圧伸ＩＣ１２はこのデータＡに対して圧縮処理を行う（ステップ１０４）。
【００２７】
圧縮されたデータをキャッシュメモリ１３の別な位置に記憶させる（ステップ１０５）。このデータを仮にデータＢとする。
次に、データＢのメモリサイズとデータＡのメモリサイズとを比較する（ステップ１０６）。
【００２８】
比較の結果、データＢのメモリサイズがデータＡのメモリサイズよりも小さい場合は、データＢをテープ装置１５を介してテープに記憶する（ステップ１０７）。
もし、データＡのメモリサイズがデータＢのメモリサイズよりも小さい場合は、データＡをテープ装置１５を介してテープに記憶する（ステップ１０８）。このいずれの場合においても、まだ読んでいないテープの部分を上書きしそうな場合は、上書きせずにテープ上データを有効領域として保存するようにする。
【００２９】
次にホストコンピュータ２から指定されたデータをすべて処理したかどうかを判定する（ステップ１０９）。終了していなければステップ１０２に戻って処理を続ける。全データを処理し終われば終了する。
【００３０】
このようにすると、１台の磁気テープストリーマ１によって、非圧縮の形式ですでに磁気テープ上に記録されているデータを読み込んで圧縮されたデータに変換し、同一磁気テープ上に改めて上書きして圧縮テープを作成することができ、しかも、このときにはホストコンピュータ２の資源を一切使用しなくても圧縮テープを作成することができる。
【００３１】
この時、バイパス回路１６を用いてキャッシュメモリ１３からのデータを圧伸ＩＣ１２に戻せるようにしたので、キャッシュメモリ１３に入った非圧縮データを再度圧伸ＩＣ１２に戻し、一方方向だけしか圧縮動作しない磁気テープストリーマ１に内蔵されている圧伸ＩＣ１２とキャッシュメモリ１３を利用して磁気テープストリーマ１だけで圧縮ができる。
【００３２】
また、用いているデータが、一度、非圧縮でテープに書き終わっているデータなので、そのデータパターンを先読みしながら圧縮をかけていくことができ、最適な圧縮ブロック化が可能になる。
もし、圧縮の結果データサイズが大きくなることがあっても元の非圧縮データがキャッシュメモリ１３に潰されずに残っているので、非圧縮データの方をテープに書き込むように選択して必ずデータサイズの小さなデータを残すことができる。
この場合は、予め、非圧縮の元のデータをホストコンピュータ２からストリームデータとしてテープに書き込んであるので、テープを圧縮先読み用のバッファとして利用することができる。
【００３３】
このように、ホストコンピュータ２からストリームデータとして非圧縮データをテープに書き込んだ後、テープ自身を大きな非圧縮データのバッファとして利用して、再度圧縮をかけながら書き直しているので、ホストコンピュータ２を用いないで効率的により小さなデータサイズに圧縮することができる。これによりデータ記録システムのボトルネックになる圧縮に必要な時間を後回しにして、データ転送だけを先行させ、以後はホストコンピュータ２にまったく負担をかけないで処理が実行できるので、効率が良くなり、結果的に高速にデータ圧縮記録が実現できることになる。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項１の発明は、ホストコンピュータとの間でデータの送受信を行うデータインタフェース手段と、前記データインタフェース手段に接続され前記データインタフェース手段からの下り方向にはデータを圧縮し前記データインタフェース手段への上り方向にはデータを伸長するデータ圧伸手段と、前記データ圧伸手段からのデータおよびテープ制御手段からのデータを記憶するキャッシュメモリ手段と、前記キャッシュメモリ手段からのデータをテープ記録媒体に記憶し該テープ記録媒体に記憶されているデータを前記キャッシュメモリ手段に読み出すテープ制御手段とを備え、前記テープ記録媒体から前記キャッシュメモリ手段に読み出されたデータを、前記データ圧伸手段の前記データインタフェース手段からの下り方向側に転送するバイパス手段を設けたことを特徴とする。
これにより、ホストコンピュータの制御を離れてデータ圧縮記録装置自身でローカルにデータ圧縮が可能になり、この間、ホストコンピュータのメモリや資源を用いないのでシステム全体としての処理を高速化することができる。
【００３５】
本発明の請求項２の発明は、データ圧伸手段で圧縮処理を行ったデータとキャッシュメモリ手段に記憶されている圧縮処理前のデータとを比較し、データ記憶容量の小さいものをテープ記録媒体に記憶させるデータ比較選択手段をさらに具備することを特徴とする。
これにより、先読み最適化圧縮が可能になり、圧縮処理を行った結果にしたがって圧縮処理後のデータと圧縮処理以前のデータとの間でより容量の小さなデータを採用して記録することができる。
【００３６】
本発明の請求項３の発明は、キャッシュメモリ手段からデータ圧伸手段のデータインタフェース手段側にバイパス手段を経由してデータを転送させるデータ転送制御手段を具備することを特徴とする。
これにより、ホストコンピュータの制御を離れてデータ圧縮記録装置自身でローカルにデータ圧縮が可能になり、この間、ホストコンピュータのメモリや資源を用いないのでシステム全体としての処理を高速化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のデータ圧縮記録装置の一実施形態のブロック図。
【図２】図１に示すデータ圧縮記録装置による圧縮記録処理の動作フローチャート。
【図３】画像の高能率符号化の国際標準勧告を示す説明図。
【符号の説明】
１……磁気テープストリーマ、２……ホストコンピュータ、３……ハードディスク装置、４……ＳＣＳＩ、１１……ＳＣＳＩ  ＩＣ１１、１２……圧伸ＩＣ、１３……キャッシュメモリ、１４……ＤＳＰ、１５……テープ装置、１６……バイパス回路。
【図１】
0003794062.tif 000002
【図２】
0003794062.tif 000003
【図３】
0003794062.tif 000004