映像記録再生装置
【課題】物理メモリ上で従来保持・管理していたフレームデータに関する管理テーブルのメモリ使用量を削減するとともに、記録媒体の性能を落とさずに、効率良く記録・再生を行う。
【解決手段】記録媒体は、記録する映像データの単位データよりも十分に大きな固定サイズのブロック単位で区画されたブロックデータ領域と、映像管理テーブルと、ブロック管理テーブルを有し、記録・読出し制御部は、記録する映像データの単位データをブロック単位にまとめ、その際、ブロックに含まれる映像データの単位データ毎の記録時刻およびブロック上の位置情報をブロックのヘッダ情報として付加し、生成したブロックを前記ブロックデータ領域に順次記録し、またこの記録処理に伴って映像管理テーブルおよびブロック管理テーブルを更新する。
【解決手段】記録媒体は、記録する映像データの単位データよりも十分に大きな固定サイズのブロック単位で区画されたブロックデータ領域と、映像管理テーブルと、ブロック管理テーブルを有し、記録・読出し制御部は、記録する映像データの単位データをブロック単位にまとめ、その際、ブロックに含まれる映像データの単位データ毎の記録時刻およびブロック上の位置情報をブロックのヘッダ情報として付加し、生成したブロックを前記ブロックデータ領域に順次記録し、またこの記録処理に伴って映像管理テーブルおよびブロック管理テーブルを更新する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、監視カメラで取得した映像をデジタル化してハードディスクなどの記録媒体へ記録し、記録した映像を要求に応じて再生する映像記録再生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近の監視システムでは、監視対象を撮影する場所にカメラを設置し、その映像をリアルタイムに表示装置で監視すると共に、監視映像を映像記録再生装置に蓄積し、必要に応じて記録した映像を再生できるようにしている。このような映像記録再生装置では、記録した映像の中から必要な映像を再生する場合、監視対象を識別するカメラ番号や撮影時刻などを指定して映像を呼び出すようにしている。そのため、記録時には映像データと各種情報を随時結びつける処理を行っている。また、映像記録再生装置の記録媒体としては、ランダムアクセス可能なハードディスクなどが用いられるが、近年は記録容量が数百ＧＢを超えるハードディスクも登場し記録可能な映像の時間長が延びると共に、データの入出力性能も向上している。
ハードディスクへアクセスする際の連続書込みサイズが大きくなるほど転送速度の向上が期待できるため、従来の映像記録再生装置の中には、記録領域をブロックと呼ばれるある固定の大きさで区画しておき、そのブロック単位で映像データを出し入れすることで、データの入出力性能の向上を図っているものがある（例えば特許文献１参照）。また、この特許文献１に記載の技術では、映像データの記録媒体上での位置情報を管理した管理テーブルなどは、記録媒体上に書き込まれると同時に、再生や検索を素早く行うために高速アクセス可能な物理メモリに保持されており、映像データを記録しながら媒体上の管理テーブルも適宜更新され、装置の電源が切断された場合でも、次回起動時には記録した内容が保持されているような機構を実現している。
【０００３】
図８は、特許文献１に記載されているような映像記録再生装置の概略機能構成を示すブロック図である。
図において、映像記録再生装置１は、監視カメラ２で撮影した映像を蓄積し、記録した監視映像を再生して表示装置３に表示する。映像記録再生装置１は、図示していないが操作者が記録映像の再生を要求する入力機構も備えている。映像受信部１１では、監視カメラ２からの監視映像を受信して映像変換部１２に与える。映像変換部１２では、受信した映像を記録に適した形式に変換する。記録・読出し制御部１３では、映像変換部１２で変換された映像データをハードディスクなどの記録媒体１４に所定の方法に従って記録していく。また、記録・読出し制御部１３は、再生要求に応じて記録媒体１４に記録されている映像データを読み出し、映像変換部１５に与える。映像変換部１５では、記録・読出し制御部１３が読み出した映像データを表示に適した形式に変換して映像送信部１６へ与える。映像送信部１６では、映像変換部１５から出力された映像情報を表示のため表示装置３へ送出する。
【０００４】
図９は従来の記録媒体上に形成されるデータ構造を示す。
記録媒体１４は、映像管理テーブル２０、ブロック管理テーブル３０、ブロックデータ領域４０、フレーム管理テーブル５０からなる記録領域を持つ。映像管理テーブル２０は、記録される映像データの一つ一つを管理するためのデータテーブルである。ブロックデータ領域４０は、映像データの単位よりも十分に大きなサイズのブロックと呼ばれる単位で区画された記録領域である。実際の映像データはブロック単位に分割されて順次対応するブロックに記録される。ブロック管理テーブル３０は、ブロックデータ領域４０上のブロックにアクセスするための位置情報などを格納するデータテーブルである。フレーム管理テーブル５０は、映像データの単位であるフレームを撮影時刻や区画されたブロック上での記録位置情報を格納するデータテーブルである。ここで、映像管理テーブル２０、ブロック管理テーブル３０、フレーム管理テーブル５０は、映像記録再生装置１が起動した後は、映像再生などの要求に素早く応えるために記録・読出し制御部１３の物理メモリ（図示せず）に保持され、各管理テーブルで変更が発生した都度、記録媒体４０上の同管理テーブルへは変更内容が書き込まれる。
【０００５】
図１０に、図９に示したデータ構造の各部の具体例とデータ関係を示す。
映像管理テーブル２０は、新しい映像データの記録が開始されると新規エントリが確保され、記録の進捗に合わせて、先頭フレーム番号、終端フレーム番号、先頭時刻、終端時刻などが更新される。ブロック管理テーブル３０は、ブロックデータ領域４０における記録媒体１４上の位置情報を保持し、ブロックの使用・未使用を管理する。フレーム管理テーブル５０は、映像データのアクセス単位であるフレームデータの記録時刻、ブロックデータ領域４０上でのブロック番号、ブロック内での開始位置（開始アドレス）、フレームデータのサイズを管理するとともに、フレームデータ間のリンク情報を次フレーム番号と前フレーム番号によって管理する。次フレーム番号は該当フレームデータの次のフレームデータのインデックスが入り、前フレーム番号には一つ前のフレームデータへのインデックス番号が入る。
【０００６】
図１０の例では、映像管理テーブル２０の映像番号１のレコードには、先頭フレーム番号１から終端フレーム番号ｊの間に、記録時刻１から記録時刻ｊまでの時刻範囲で映像データが記録されていることを示している。また、これとリンクしてフレーム管理テーブル５０には、フレーム番号1からフレーム番号ｊまでのレコードに、映像データのアクセス単位であるフレーム一つ一つの情報が記録されていることを示している。例えば、フレーム番号１のフレームデータについては、記録時刻１で、ブロック番号１のブロックのアドレス０から１００バイトのサイズで記録されていることを示している。実際のデータは、ブロックデータ領域４０のブロック１の先頭から１００バイト分の領域に格納されている。以下同様に、フレーム番号２からｊまでの映像データが、ブロックデータ領域４０のブロック１からブロック２にそれぞれ領域を確保して記録されている。なお、ブロックはあらかじめ固定サイズで確保されるが、実際には符号化によって圧縮されたフレームデータは映像の複雑度などにより大きさが変動するため、フレームデータを記録していく過程でブロックをまたがるようなフレームデータも記録できるような機構を備える。
【０００７】
また、図１０に示した例で、記録されている映像番号１の映像データについて、任意の時刻Ｔから再生するには、時刻Ｔが映像番号１の記録時刻の範囲（先頭時刻〜終端時刻）に入っていることを確認する。次に、フレーム管理テーブル５０に登録されているフレーム情報を順に辿って、時刻Ｔ以上となる記録時刻を持つフレームを検索する。該当フレームがあれば、実際に記録されている位置情報であるブロック番号、開始アドレス、サイズの各情報を使用して、ブロックデータ領域４０からフレームデータを読み出し送出する。以降は、次フレーム番号を参照して次フレームデータを、記録時刻を再現するようにタイミングよく順次送出していくことで、再生処理を実現する。
【０００８】
上記図８〜図１０で説明した従来の映像記録再生装置の例では、記録・読出し制御部１３０は、再生や検索を迅速に行うために、管理テーブル２０，３０，５０を高速アクセス可能な物理メモリで保持している。これら管理テーブルの中で、フレーム管理テーブル５０の大きさは、記録する映像データの単位サイズや記録媒体の大きさにも依存するが、ＪＰＥＧなど圧縮フォーマットを使用した場合のフレームデータは、数ＫＢから数十ＫＢである。一方、記録媒体をハードディスクと想定した場合、ハードディスク単体使用では数百ＧＢであるが、複数のハードディスクを使用してＲＡＩＤ（Redundant Arrays of Inexpensive Disks ）を構成するような場合は、数ＴＢの記録容量を実現できる。このような条件下で記録できるフレーム数は数百億枚のオーダとなり、フレーム管理テーブル５０のサイズは数ＧＢオーダとなり、より多くのメモリが必要になるため、コスト的にも装置のメモリ量の削減が必要となる。これに対して、映像管理テーブル、ブロック管理テーブル、フレーム管理テーブルのような管理情報を仮想記憶（ハードディスク等）で管理することで、少ない容量の物理メモリでも管理情報を扱える仕組みが提案されている（例えば特許文献２参照）。
【０００９】
【特許文献１】特開２０００−２０３６５号公報（図７）
【特許文献２】特開２００４−１９２４０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献２の技術では、映像管理テーブル、ブロック管理テーブル、フレーム管理テーブルのような管理情報を、仮想記憶で管理するようにしているが、アクセス対象の管理情報が物理メモリにない状態が発生するような場合は、その都度ハードディスクからの読み込みが発生し、その後、実際のデータ領域へアクセスすることになるため応答が悪くなるという問題がある。
【００１１】
この発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、物理メモリ上で保持・管理していたフレームデータに関する管理テーブル分のメモリ使用量を削減するとともに、記録媒体の性能を落とさずに、効率良く記録・再生を行うことができる映像記録再生装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明に係る映像記録再生装置は、監視カメラからの映像を記録に適した形式の映像データに変換する第１の映像変換部と、映像データを記録する記録媒体と、映像変換部で変換された映像データを記録媒体に記録し、要求に応じて当該記録媒体から記録された映像データを読み出す処理を行う記録・読出し制御部と、記録・読出し制御部から読み出された映像データを表示に適した形式の信号に変換する第２の映像変換部とを備え、記録媒体は、記録する映像データの単位データよりも十分に大きな固定サイズのブロック単位で区画されたブロックデータ領域と、ブロックデータ領域に記録された映像データがあてはめられたブロックの先頭ブロック番号、終端ブロック番号、記録時刻の範囲を含む映像管理テーブルと、ブロックデータ領域上のブロックの位置情報、リンクする前後ブロック番号、映像データの単位データの数、記録時刻の範囲を含むブロック管理テーブルを有し、記録・読出し制御部は、記録する映像データの単位データをブロック単位にまとめ、その際、ブロックに含まれる映像データの単位データ毎の記録時刻およびブロック上の位置情報をブロックのヘッダ情報として付加し、生成したブロックを前記ブロックデータ領域に順次記録し、またこの記録処理に伴って映像管理テーブルおよびブロック管理テーブルを更新するものである。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、映像データの単位データ（フレームデータ）をまとめたブロック単位毎に記録媒体上で連続的に記録し、映像データの単位データに関する管理情報をブロックのヘッダ情報にして映像データとともに記録するようにしたので、データ入出力処理の性能向上を図ることができる。また、記録時および再生時には、映像情報を管理する映像管理テーブルとブロックの位置情報を管理するブロック管理テーブルのみを物理メモリに読み出して管理するため、アクセス性能の向上を図ることができるとともに、従来映像データの単位データの管理テーブルに割り当てられたメモリ使用量を削減できる。また、再生時においては、該当映像データを含むブロックを特定した後、そのヘッダの該当映像データの管理情報を参照すると同時に該当データを含むブロックを一度に読み出せるようにできるので、効率よい再生が期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による映像記録再生装置の機能構成を示すブロック図である。この構成は前述の図８に示された従来の構成と外観上類似するが、この実施の形態１の場合、記録・読出し制御部１３０の処理と記録媒体１４０のデータ構造に以下に説明する特徴を持たせている。その他の部分は従来と同様である。
図２に、この実施の形態１に係る記録媒体上に形成されるデータ構造を示す。記録媒体１４０は、映像管理テーブル２００、ブロック管理テーブル３００、ブロックデータ領域４００からなる記録領域を持つ。映像管理テーブル２００は、記録される映像データの一つ一つを管理するためのデータテーブルである。ブロックデータ領域４００は、映像データの単位よりも十分に大きな固定サイズのブロックと呼ばれる単位で区画された記録領域である。実際の映像データはこのブロック単位に分割されて順次対応するブロックに記録される。ブロック管理テーブル３００は、ブロックデータ領域４００上のブロックにアクセスするためのブロックの位置情報などを格納するデータテーブルである。ここで、映像管理テーブル２００およびブロック管理テーブル３００は、映像記録再生装置１が起動した後は、映像再生などの要求に素早く応えるために記録・読出し制御部１３０の物理メモリ（図示せず）に読み込まれ保持され、記録・再生処理により変更が発生する都度、記録媒体１４０上の同管理テーブルへは変更内容が書き込まれ、装置の電源が切断された場合でも次回起動時には記録した内容が保持されている機能を有している。
【００１５】
図３に、図２に示したデータ構造の各部の具体例とデータ関係を示す。
映像管理テーブル２００は、新しい映像データの記録が開始されると新規エントリが確保され、記録の進捗に合わせて、先頭ブロック番号、終端ブロック番号、先頭時刻、終端時刻などが更新される。ブロック管理テーブル３００は、ブロックデータ領域４００における記録媒体１４０上のブロックの位置情報である開始アドレスを格納し、ブロックデータのリンク情報である次ブロック番号と前ブロック番号を管理する。また、ブロック内に記録される映像データのフレーム数、先頭フレームの記録時刻および終端フレームの時刻を管理する。さらに、ブロックの使用・未使用を管理し、空きブロック情報として利用できるようにしている。ブロックデータ領域４００は、フレームデータよりも十分に大きなサイズを持つ単位ブロックで固定的に分割されているが、各ブロックの先頭にはブロックヘッダを設けており、４０１および４０２に示すように、ブロック内に記録されているフレームに関する情報をヘッダ情報として管理している。ブロックヘッダは、具体的には、ブロック内に記録されているフレームのインデックス番号、記録時刻、ブロック内での開始位置を示す開始アドレス、フレームデータのサイズ、および該当ブロック内に収まらずに次のブロックにまたがることを示す続き情報を管理している。
【００１６】
図３に示した例において、映像管理テーブル２００、ブロック管理テーブル３００およびブロックデータ領域４００の関連について詳述する。
映像管理テーブル２００の映像番号１のレコードには、先頭ブロック番号１から終端ブロック番号２のブロックに、記録時刻Ｂ１１から記録時刻Ｂ２ｊまでの時刻範囲で映像データが記録されていることを示している。これとリンクしてブロック管理テーブル３００では、ブロック番号１とブロック番号２が使用状態となっていることを示している。ブロック番号１のブロックは、次ブロック番号２が順方向にリンクされており、前ブロック番号にはリンクがないため、先頭ブロックであることが判別できる。また、フレームデータがｉ枚記録されており、記録されているフレームデータの時間範囲は記録時刻Ｂ１１から記録時刻Ｂ１ｉとなっている。一方、ブロック番号２のブロックは、前ブロック番号が１で逆方向リンクされており、次ブロック番号としてはリンクがないため終端ブロックであることが判別できる。また、フレームデータがｊ枚記録されており、記録されているフレームデータの時間範囲は記録時刻Ｂ２１から記録時刻Ｂ２ｊとなっている。
【００１７】
ブロックデータ領域４００に記録されているブロック１のヘッダ４０１には、上記ブロック管理テーブル３００のブロック番号１の情報とリンクして、ブロック１内に記録されているフレームデータそれぞれに関する情報が記録されている。本例ではブロックサイズを５００バイトとしているが、フレーム番号ｉのフレームデータは、ブロック内での記録開始アドレスが４１０、サイズが１５０バイトであるため、該当ブロックに収まらずに次ブロックへまたがっており、続き情報は「あり」となっている。ブロック２のヘッダ４０２も同様にブロック管理テーブル３００のブロック番号２の情報とリンクしており、ブロック２内に記録されているフレームデータそれぞれに関する情報が記録されている。
【００１８】
次に、図４のフローチャートに従って記録動作を説明する。
映像受信部１１では、監視カメラ２からの映像を受信すると映像変換部１２に渡す。映像変換部１２では、渡された映像を記録に適した形式に変換する。ここでは、例えば監視カメラ２からの映像がアナログ映像であった場合にはＡ／Ｄ変換した後、例えばＪＰＥＧなどの符号化処理を行って、撮影日時等の情報を付加して映像データにする。記録・読出し制御部１３０では、映像変換部１２で得られた映像データを受信すると（ステップＳＴ１）、映像データに付加された情報から映像データなどの撮影日時（記録時刻）を識別する（ステップＳＴ２）。映像データは、ブロックデータ領域４００のブロックへ記録するために準備されたブロックサイズ（例、５００バイト）と同じ蓄積サイズを持つカレントバッファ（図示せず）に蓄積される。また、同じくカレントバッファ内のブロックヘッダに相当する領域のフレーム番号、記録時刻、開始アドレス、フレームデータのサイズを更新する（ステップＳＴ３）。カレントバッファへ蓄積した映像データの累積がブロックサイズ以上となっているかを調べ（ステップＳＴ４）、ブロックサイズよりも小さい場合には映像データの受信処理を継続する。
【００１９】
一方、ステップＳＴ４において、カレントバッファへ蓄積した映像データの累積がブロックサイズ以上であった場合は、カレントバッファに収まらなかった余剰フレームデータを確認し（ステップＳＴ５）、余剰フレームデータを、あらかじめ準備しておいた次バッファへ蓄積する（ステップＳＴ６）。一方、ステップＳＴ５において余剰フレームデータがなければ、ブロック管理テーブル３００から空きブロックを検索して、カレントバッファに記録されているヘッダ情報とフレームデータをブロックデータ領域４００の該当空きブロックへ記録する（ステップＳＴ７）。ステップＳＴ７で記録した該当ブロックのブロック管理テーブルについて、前ブロック番号、フレーム数、先頭時刻、終端時刻および使用情報に関して更新するとともに、ブロック管理テーブルにおける前ブロックの情報についても次ブロック番号を更新する（ステップＳＴ８）。次バッファをカレントバッファとして処理ステップＳＴ１へ戻る。
【００２０】
上記動作において、映像データを受信している状態では、記録・読出し制御部１３０は、記録媒体１４０上のブロックデータ領域４００に対して、ブロック１、ブロック２、ブロック３、…のように順番に映像データを記録していくとともに、ブロック管理テーブル３００のブロック情報を更新して、ブロック単位で記録を行うため、記録媒体１４０へのデータ記録性能の向上が図れる。
ここで、ブロックデータは数百ＫＢ〜数ＭＢのオーダである。記録媒体１４０をハードディスクと想定した場合、ハードディスク単体使用では数百ＧＢであるが、複数のハードディスクを使用してＲＡＩＤを構成するような場合は、数ＴＢの記録容量を実現できる。このような条件下で記録できるブロック数は数千万〜数億個のオーダとなり、ブロック管理テーブルのサイズは数ＭＢ〜数十ＭＢのオーダであるため、従来例と比較してメモリ使用量削減の効果がある。
また、昨今の映像記録再生装置が搭載する物理メモリ量は数十ＭＢ程度であるが、管理情報を仮想記憶で管理する必要がないので、ページフォルト等に起因する物理メモリとハードディスク間のデータ入れ替え処理による遅延は発生することがない。
【００２１】
次に、図５のフローチャートに従って再生動作を説明する。
まず、操作者により再生したい映像番号Ｉと指定時刻Ｔが入力された場合（ステップＳＴ１０）、記録・読出し制御部１３０では、映像管理テーブル２００から映像番号Ｉに該当し、指定時刻Ｔが記録時刻の範囲（先頭時刻〜終端時刻）にあるブロック番号を抽出し、ブロック管理テーブル３００に登録されているブロック情報を順に辿って、時刻Ｔを含む記録時刻の範囲（先頭時刻〜終端時刻）を持つブロックを検索する（ステップＳＴ１１）。検索により該当ブロックがない場合（ステップＳＴ１２）、再生処理を終了する。一方、ステップＳＴ１２において該当ブロックが存在した場合は、該当ブロック情報の開始アドレス、サイズの各情報を使用して、ブロックデータ領域４００から該当ブロックのデータをバッファ（図示せず）へ読み出す（ステップＳＴ１３）。読み出したブロックのブロックヘッダに記録されているフレーム情報の記録時刻から、時刻Ｔ以降のフレーム情報を検索し、検索された該当フレームをブロック内から読み出して映像変換部１５へ出力する（ステップＳＴ１４）。映像変換部１５では、記録・読出し制御部１３０が読み出した映像データを表示に適した形式に変換し、映像送信部１６を介して表示装置３へ送出する（ステップＳＴ１５）。
【００２２】
記録・読出し制御部１３０は、続いて、送出した映像データの次フレーム情報をヘッダ情報から確認し（ステップＳＴ１６）、該当ブロック内に次フレームデータがない場合（ステップＳＴ１７）は、次ブロックデータをバッファへ読み込む（ステップＳＴ１８）。一方、ステップＳＴ１７において、次フレームデータがあった場合は、バッファのブロックデータから次フレームデータを取り出し、前回送出したフレームデータの記録時刻と次フレームデータの記録時刻の時間差を送出待ち時間Ｗとして保持する（ステップＳＴ１９）。前回フレームデータを送出した時刻から待ち時間Ｗが経過していた場合（ステップＳＴ２０）、次フレームデータで処理ステップＳＴ１５の処理を実行する。また、ステップＳＴ２０において、待ち時間Ｗが経過していない場合は経過するまで待つ。
【００２３】
上記再生処理を実行している間、記録・読出し制御部１３０は記録媒体１４０上のブロックデータ領域４００から、ブロック管理テーブル３００のリンク情報に従って、ブロックデータを順番に読み出すとともに、ブロックデータ内のヘッダ情報に記録されているフレーム管理情報に従ってフレームデータを順番に記録時刻を再現するように取り出し、表示装置３へ再生映像を送出する。このとき、記録媒体１４０からのデータ読み出しは、ブロック単位の映像データにアクセスすることになるため、記録媒体からのデータ読み出し性能の向上が図れる。
また、フレームデータへアクセスするためにブロックデータのヘッダ情報を読み出す必要があるが、このとき一度の処理で、ヘッダ情報を読み出すと同時に該当フレームデータを含むブロックデータも読み出すことができるため、管理情報を仮想記憶によって管理するメモリ削減方法と比較して効率が良い。
【００２４】
以上のように、この実施の形態１によれば、フレームデータ（映像データの単位データ）をブロック単位にまとめて記録するようにし、その際ブロックデータのヘッダ情報としてフレームデータに関する管理情報を付加しておき、ブロックデータをブロック情報テーブルにて管理するようにしている。したがって、記録時および再生時には、映像情報を管理する映像管理テーブルとブロックの位置情報を管理するブロック管理テーブルのみを物理メモリに読み出して管理するため、アクセス性能の向上を図ることができるとともに、従来フレーム管理テーブルに割り当てられたメモリ使用量を削減できる。また、再生時には、フレームデータにアクセスするためにブロックのヘッダ情報を読み出すと同時に該当フレームデータを含むブロックデータを読み出すようにしたので、効率よくフレームデータにアクセスができるため、再生時の性能向上も図ることができる。
【００２５】
実施の形態２．
図６は、この発明の実施の形態２による映像記録再生装置の機能構成を示すブロック図である。図において、この実施の形態２は、監視カメラおよび表示装置をそれぞれ複数台接続した映像記録再生装置について示している。ここでは、２台接続を例としているが、２台以上であってもよい。
映像受信部１１では、監視カメラ２ａ，２ｂからそれぞれの監視映像を受信するが、各映像は別々に受信されて映像変換部１２へ渡される。映像変換部１２では、各映像を記録に適した形式に変換するが、このとき、撮影時刻および監視カメラ２ａ，２ｂのそれぞれを識別するための情報（カメラＩＤ）を対応する映像データに付加する。記録・読出し制御部１３０では、映像データに付加された識別情報から、どの監視カメラからの映像データかを識別して、カメラ毎に映像データを記録媒体１４０に記録する。記録・読出し制御部１３０にて行われる記録処理の動作は、監視カメラごとの映像データに対して図４に示した処理フローが行われるだけであり、処理内容そのものは殆んど変わらない。そのため、監視カメラごとの映像データが時間経過とともに対応ブロックへ記録されていく。ただし、符号化レートの異なる監視カメラからの複数映像を同時に記録する場合は、撮影日時が同時刻帯の映像データを含むブロックは交互に隣接して連続して記録する。このことにより、ハードディスクのような記録媒体は物理的にヘッド移動量が少なくなり、シーケンシャルな記録を行うことができる。
【００２６】
この実施の形態２に係るデータ構造の各部の具体例とデータ関係を図７に示す。実施の形態２の映像管理テーブル２００では、実施の形態１の図３における映像管理テーブルに対して、カメラＩＤのフィールドが追加されており、それ以外の構成は基本的に同じである。この例では、映像管理テーブル２００の映像番号１にはカメラＩＤとしてａが記録されていることから、監視カメラ２０ａからの映像データが記録されていることを表す。また、映像番号２のレコードにはカメラＩＤとしてｂが記録されていることから、監視カメラ２０ｂからの映像データが記録されていることを表す。これとリンクするブロック管理テーブル３００では、映像番号１の映像としてブロック番号１と３が使用され、映像番号２の映像としてブロック番号２が使用されていることを表している。なお、映像管理テーブル２００のカメラＩＤは、再生要求するときに操作者が指定する記録映像の検索キーとして指定時刻とともに用いられる。
【００２７】
一方、記録した映像を表示装置３ａおよび表示装置３ｂで再生する場合、記録・読出し制御部１３０では、記録媒体１４０から読み出したブロックの映像データに、送出先となる表示装置を識別する情報（表示装置ＩＤ）を付加して、映像変換部１５へ出力する。この場合、どのカメラの映像をどの表示装置で再生するかということが一般的に行われるから、例えばカメラＩＤと表示装置ＩＤとの組み合わせテーブルを予め設けておき、読み出した映像データに付加されているカメラＩＤに対応する表示装置ＩＤを取り出して付加するようにすればよい。映像変換部１５および映像送信部１６では、付加された識別情報に基づいて表示先の表示装置に切り替えて映像を送出するように動作する。なお、記録媒体１４０から読み出す映像データは表示先の表示装置の数に応じて、複数の映像データを同時に読み出して送出することも可能である。
また、監視用途では異なる場所に設置された複数の監視カメラからの映像を同時に記録しておき、これら記録されている映像を、記録時刻と同期させて複数の表示装置に並べて表示する場合がある。このような場合の再生動作においては、記録・読出し制御部１３０は再生処理をそれぞれの表示装置に対して複数同時に行うことになる。この場合の記録されている映像データは既に同時刻帯のブロックとして記録媒体１４０上に交互に隣接して記録されているので、ハードディスクのような記録媒体では物理的に少ないヘッドの移動量で各ブロックを読み出すことができる。
【００２８】
以上のように、この実施の形態２によれば、複数台のカメラによる記録を行う場合でも、映像管理テーブルに監視カメラの識別情報を追加することで、実施の形態１での基本構成を変更することなく記録が行え、撮影日時が同時刻帯の映像データを含むブロックは交互に隣接して連続して記録されるようにしたので、シーケンシャルなデータの記録が行える。また、同時に記録した複数台のカメラからの同時刻帯の映像を、複数台の表示装置によりマルチ画面のように同時に映像を並べて再生するような場合、同時刻帯に記録されたブロックは記録媒体上で交互に隣接してシーケンシャルに記録されているため、ハードディスクのような記録媒体では物理的にヘッド移動量が少なくなり、効率の良い再生を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】この発明の実施の形態１による映像記録再生装置の機能構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る記録媒体に形成されるデータ構造を示す説明図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係るデータ構造の各部の具体例とデータ関係を示す説明図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る記録時の処理を示すフローチャートである。
【図５】この発明の実施の形態１に係る再生時の処理を示すフローチャートである。
【図６】この発明の実施の形態２による映像記録再生装置の機能構成を示すブロック図である。
【図７】この発明の実施の形態２に係るデータ構造の各部の具体例とデータ関係を示す説明図である。
【図８】従来の記録再生装置の機能構成を示すブロック図である。
【図９】従来の記録媒体のデータ構造を示す説明図である。
【図１０】従来の記録媒体のデータ構造の各部の具体例とデータ関係を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３０】
１ 映像記録再生装置、２ 監視カメラ、３ 表示装置、１１ 映像受信部、１２ 映像変換部（第１の映像変換部）、１５ 映像変換部（第２の映像変換部）、１６ 映像送信部、１３０ 記録・読出し制御部、１４０ 記録媒体、２００ 映像管理テーブル、３００ ブロック管理テーブル、４００ ブロックデータ領域、４０１，４０２ ブロックヘッダ。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、監視カメラで取得した映像をデジタル化してハードディスクなどの記録媒体へ記録し、記録した映像を要求に応じて再生する映像記録再生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近の監視システムでは、監視対象を撮影する場所にカメラを設置し、その映像をリアルタイムに表示装置で監視すると共に、監視映像を映像記録再生装置に蓄積し、必要に応じて記録した映像を再生できるようにしている。このような映像記録再生装置では、記録した映像の中から必要な映像を再生する場合、監視対象を識別するカメラ番号や撮影時刻などを指定して映像を呼び出すようにしている。そのため、記録時には映像データと各種情報を随時結びつける処理を行っている。また、映像記録再生装置の記録媒体としては、ランダムアクセス可能なハードディスクなどが用いられるが、近年は記録容量が数百ＧＢを超えるハードディスクも登場し記録可能な映像の時間長が延びると共に、データの入出力性能も向上している。
ハードディスクへアクセスする際の連続書込みサイズが大きくなるほど転送速度の向上が期待できるため、従来の映像記録再生装置の中には、記録領域をブロックと呼ばれるある固定の大きさで区画しておき、そのブロック単位で映像データを出し入れすることで、データの入出力性能の向上を図っているものがある（例えば特許文献１参照）。また、この特許文献１に記載の技術では、映像データの記録媒体上での位置情報を管理した管理テーブルなどは、記録媒体上に書き込まれると同時に、再生や検索を素早く行うために高速アクセス可能な物理メモリに保持されており、映像データを記録しながら媒体上の管理テーブルも適宜更新され、装置の電源が切断された場合でも、次回起動時には記録した内容が保持されているような機構を実現している。
【０００３】
図８は、特許文献１に記載されているような映像記録再生装置の概略機能構成を示すブロック図である。
図において、映像記録再生装置１は、監視カメラ２で撮影した映像を蓄積し、記録した監視映像を再生して表示装置３に表示する。映像記録再生装置１は、図示していないが操作者が記録映像の再生を要求する入力機構も備えている。映像受信部１１では、監視カメラ２からの監視映像を受信して映像変換部１２に与える。映像変換部１２では、受信した映像を記録に適した形式に変換する。記録・読出し制御部１３では、映像変換部１２で変換された映像データをハードディスクなどの記録媒体１４に所定の方法に従って記録していく。また、記録・読出し制御部１３は、再生要求に応じて記録媒体１４に記録されている映像データを読み出し、映像変換部１５に与える。映像変換部１５では、記録・読出し制御部１３が読み出した映像データを表示に適した形式に変換して映像送信部１６へ与える。映像送信部１６では、映像変換部１５から出力された映像情報を表示のため表示装置３へ送出する。
【０００４】
図９は従来の記録媒体上に形成されるデータ構造を示す。
記録媒体１４は、映像管理テーブル２０、ブロック管理テーブル３０、ブロックデータ領域４０、フレーム管理テーブル５０からなる記録領域を持つ。映像管理テーブル２０は、記録される映像データの一つ一つを管理するためのデータテーブルである。ブロックデータ領域４０は、映像データの単位よりも十分に大きなサイズのブロックと呼ばれる単位で区画された記録領域である。実際の映像データはブロック単位に分割されて順次対応するブロックに記録される。ブロック管理テーブル３０は、ブロックデータ領域４０上のブロックにアクセスするための位置情報などを格納するデータテーブルである。フレーム管理テーブル５０は、映像データの単位であるフレームを撮影時刻や区画されたブロック上での記録位置情報を格納するデータテーブルである。ここで、映像管理テーブル２０、ブロック管理テーブル３０、フレーム管理テーブル５０は、映像記録再生装置１が起動した後は、映像再生などの要求に素早く応えるために記録・読出し制御部１３の物理メモリ（図示せず）に保持され、各管理テーブルで変更が発生した都度、記録媒体４０上の同管理テーブルへは変更内容が書き込まれる。
【０００５】
図１０に、図９に示したデータ構造の各部の具体例とデータ関係を示す。
映像管理テーブル２０は、新しい映像データの記録が開始されると新規エントリが確保され、記録の進捗に合わせて、先頭フレーム番号、終端フレーム番号、先頭時刻、終端時刻などが更新される。ブロック管理テーブル３０は、ブロックデータ領域４０における記録媒体１４上の位置情報を保持し、ブロックの使用・未使用を管理する。フレーム管理テーブル５０は、映像データのアクセス単位であるフレームデータの記録時刻、ブロックデータ領域４０上でのブロック番号、ブロック内での開始位置（開始アドレス）、フレームデータのサイズを管理するとともに、フレームデータ間のリンク情報を次フレーム番号と前フレーム番号によって管理する。次フレーム番号は該当フレームデータの次のフレームデータのインデックスが入り、前フレーム番号には一つ前のフレームデータへのインデックス番号が入る。
【０００６】
図１０の例では、映像管理テーブル２０の映像番号１のレコードには、先頭フレーム番号１から終端フレーム番号ｊの間に、記録時刻１から記録時刻ｊまでの時刻範囲で映像データが記録されていることを示している。また、これとリンクしてフレーム管理テーブル５０には、フレーム番号1からフレーム番号ｊまでのレコードに、映像データのアクセス単位であるフレーム一つ一つの情報が記録されていることを示している。例えば、フレーム番号１のフレームデータについては、記録時刻１で、ブロック番号１のブロックのアドレス０から１００バイトのサイズで記録されていることを示している。実際のデータは、ブロックデータ領域４０のブロック１の先頭から１００バイト分の領域に格納されている。以下同様に、フレーム番号２からｊまでの映像データが、ブロックデータ領域４０のブロック１からブロック２にそれぞれ領域を確保して記録されている。なお、ブロックはあらかじめ固定サイズで確保されるが、実際には符号化によって圧縮されたフレームデータは映像の複雑度などにより大きさが変動するため、フレームデータを記録していく過程でブロックをまたがるようなフレームデータも記録できるような機構を備える。
【０００７】
また、図１０に示した例で、記録されている映像番号１の映像データについて、任意の時刻Ｔから再生するには、時刻Ｔが映像番号１の記録時刻の範囲（先頭時刻〜終端時刻）に入っていることを確認する。次に、フレーム管理テーブル５０に登録されているフレーム情報を順に辿って、時刻Ｔ以上となる記録時刻を持つフレームを検索する。該当フレームがあれば、実際に記録されている位置情報であるブロック番号、開始アドレス、サイズの各情報を使用して、ブロックデータ領域４０からフレームデータを読み出し送出する。以降は、次フレーム番号を参照して次フレームデータを、記録時刻を再現するようにタイミングよく順次送出していくことで、再生処理を実現する。
【０００８】
上記図８〜図１０で説明した従来の映像記録再生装置の例では、記録・読出し制御部１３０は、再生や検索を迅速に行うために、管理テーブル２０，３０，５０を高速アクセス可能な物理メモリで保持している。これら管理テーブルの中で、フレーム管理テーブル５０の大きさは、記録する映像データの単位サイズや記録媒体の大きさにも依存するが、ＪＰＥＧなど圧縮フォーマットを使用した場合のフレームデータは、数ＫＢから数十ＫＢである。一方、記録媒体をハードディスクと想定した場合、ハードディスク単体使用では数百ＧＢであるが、複数のハードディスクを使用してＲＡＩＤ（Redundant Arrays of Inexpensive Disks ）を構成するような場合は、数ＴＢの記録容量を実現できる。このような条件下で記録できるフレーム数は数百億枚のオーダとなり、フレーム管理テーブル５０のサイズは数ＧＢオーダとなり、より多くのメモリが必要になるため、コスト的にも装置のメモリ量の削減が必要となる。これに対して、映像管理テーブル、ブロック管理テーブル、フレーム管理テーブルのような管理情報を仮想記憶（ハードディスク等）で管理することで、少ない容量の物理メモリでも管理情報を扱える仕組みが提案されている（例えば特許文献２参照）。
【０００９】
【特許文献１】特開２０００−２０３６５号公報（図７）
【特許文献２】特開２００４−１９２４０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献２の技術では、映像管理テーブル、ブロック管理テーブル、フレーム管理テーブルのような管理情報を、仮想記憶で管理するようにしているが、アクセス対象の管理情報が物理メモリにない状態が発生するような場合は、その都度ハードディスクからの読み込みが発生し、その後、実際のデータ領域へアクセスすることになるため応答が悪くなるという問題がある。
【００１１】
この発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、物理メモリ上で保持・管理していたフレームデータに関する管理テーブル分のメモリ使用量を削減するとともに、記録媒体の性能を落とさずに、効率良く記録・再生を行うことができる映像記録再生装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明に係る映像記録再生装置は、監視カメラからの映像を記録に適した形式の映像データに変換する第１の映像変換部と、映像データを記録する記録媒体と、映像変換部で変換された映像データを記録媒体に記録し、要求に応じて当該記録媒体から記録された映像データを読み出す処理を行う記録・読出し制御部と、記録・読出し制御部から読み出された映像データを表示に適した形式の信号に変換する第２の映像変換部とを備え、記録媒体は、記録する映像データの単位データよりも十分に大きな固定サイズのブロック単位で区画されたブロックデータ領域と、ブロックデータ領域に記録された映像データがあてはめられたブロックの先頭ブロック番号、終端ブロック番号、記録時刻の範囲を含む映像管理テーブルと、ブロックデータ領域上のブロックの位置情報、リンクする前後ブロック番号、映像データの単位データの数、記録時刻の範囲を含むブロック管理テーブルを有し、記録・読出し制御部は、記録する映像データの単位データをブロック単位にまとめ、その際、ブロックに含まれる映像データの単位データ毎の記録時刻およびブロック上の位置情報をブロックのヘッダ情報として付加し、生成したブロックを前記ブロックデータ領域に順次記録し、またこの記録処理に伴って映像管理テーブルおよびブロック管理テーブルを更新するものである。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、映像データの単位データ（フレームデータ）をまとめたブロック単位毎に記録媒体上で連続的に記録し、映像データの単位データに関する管理情報をブロックのヘッダ情報にして映像データとともに記録するようにしたので、データ入出力処理の性能向上を図ることができる。また、記録時および再生時には、映像情報を管理する映像管理テーブルとブロックの位置情報を管理するブロック管理テーブルのみを物理メモリに読み出して管理するため、アクセス性能の向上を図ることができるとともに、従来映像データの単位データの管理テーブルに割り当てられたメモリ使用量を削減できる。また、再生時においては、該当映像データを含むブロックを特定した後、そのヘッダの該当映像データの管理情報を参照すると同時に該当データを含むブロックを一度に読み出せるようにできるので、効率よい再生が期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による映像記録再生装置の機能構成を示すブロック図である。この構成は前述の図８に示された従来の構成と外観上類似するが、この実施の形態１の場合、記録・読出し制御部１３０の処理と記録媒体１４０のデータ構造に以下に説明する特徴を持たせている。その他の部分は従来と同様である。
図２に、この実施の形態１に係る記録媒体上に形成されるデータ構造を示す。記録媒体１４０は、映像管理テーブル２００、ブロック管理テーブル３００、ブロックデータ領域４００からなる記録領域を持つ。映像管理テーブル２００は、記録される映像データの一つ一つを管理するためのデータテーブルである。ブロックデータ領域４００は、映像データの単位よりも十分に大きな固定サイズのブロックと呼ばれる単位で区画された記録領域である。実際の映像データはこのブロック単位に分割されて順次対応するブロックに記録される。ブロック管理テーブル３００は、ブロックデータ領域４００上のブロックにアクセスするためのブロックの位置情報などを格納するデータテーブルである。ここで、映像管理テーブル２００およびブロック管理テーブル３００は、映像記録再生装置１が起動した後は、映像再生などの要求に素早く応えるために記録・読出し制御部１３０の物理メモリ（図示せず）に読み込まれ保持され、記録・再生処理により変更が発生する都度、記録媒体１４０上の同管理テーブルへは変更内容が書き込まれ、装置の電源が切断された場合でも次回起動時には記録した内容が保持されている機能を有している。
【００１５】
図３に、図２に示したデータ構造の各部の具体例とデータ関係を示す。
映像管理テーブル２００は、新しい映像データの記録が開始されると新規エントリが確保され、記録の進捗に合わせて、先頭ブロック番号、終端ブロック番号、先頭時刻、終端時刻などが更新される。ブロック管理テーブル３００は、ブロックデータ領域４００における記録媒体１４０上のブロックの位置情報である開始アドレスを格納し、ブロックデータのリンク情報である次ブロック番号と前ブロック番号を管理する。また、ブロック内に記録される映像データのフレーム数、先頭フレームの記録時刻および終端フレームの時刻を管理する。さらに、ブロックの使用・未使用を管理し、空きブロック情報として利用できるようにしている。ブロックデータ領域４００は、フレームデータよりも十分に大きなサイズを持つ単位ブロックで固定的に分割されているが、各ブロックの先頭にはブロックヘッダを設けており、４０１および４０２に示すように、ブロック内に記録されているフレームに関する情報をヘッダ情報として管理している。ブロックヘッダは、具体的には、ブロック内に記録されているフレームのインデックス番号、記録時刻、ブロック内での開始位置を示す開始アドレス、フレームデータのサイズ、および該当ブロック内に収まらずに次のブロックにまたがることを示す続き情報を管理している。
【００１６】
図３に示した例において、映像管理テーブル２００、ブロック管理テーブル３００およびブロックデータ領域４００の関連について詳述する。
映像管理テーブル２００の映像番号１のレコードには、先頭ブロック番号１から終端ブロック番号２のブロックに、記録時刻Ｂ１１から記録時刻Ｂ２ｊまでの時刻範囲で映像データが記録されていることを示している。これとリンクしてブロック管理テーブル３００では、ブロック番号１とブロック番号２が使用状態となっていることを示している。ブロック番号１のブロックは、次ブロック番号２が順方向にリンクされており、前ブロック番号にはリンクがないため、先頭ブロックであることが判別できる。また、フレームデータがｉ枚記録されており、記録されているフレームデータの時間範囲は記録時刻Ｂ１１から記録時刻Ｂ１ｉとなっている。一方、ブロック番号２のブロックは、前ブロック番号が１で逆方向リンクされており、次ブロック番号としてはリンクがないため終端ブロックであることが判別できる。また、フレームデータがｊ枚記録されており、記録されているフレームデータの時間範囲は記録時刻Ｂ２１から記録時刻Ｂ２ｊとなっている。
【００１７】
ブロックデータ領域４００に記録されているブロック１のヘッダ４０１には、上記ブロック管理テーブル３００のブロック番号１の情報とリンクして、ブロック１内に記録されているフレームデータそれぞれに関する情報が記録されている。本例ではブロックサイズを５００バイトとしているが、フレーム番号ｉのフレームデータは、ブロック内での記録開始アドレスが４１０、サイズが１５０バイトであるため、該当ブロックに収まらずに次ブロックへまたがっており、続き情報は「あり」となっている。ブロック２のヘッダ４０２も同様にブロック管理テーブル３００のブロック番号２の情報とリンクしており、ブロック２内に記録されているフレームデータそれぞれに関する情報が記録されている。
【００１８】
次に、図４のフローチャートに従って記録動作を説明する。
映像受信部１１では、監視カメラ２からの映像を受信すると映像変換部１２に渡す。映像変換部１２では、渡された映像を記録に適した形式に変換する。ここでは、例えば監視カメラ２からの映像がアナログ映像であった場合にはＡ／Ｄ変換した後、例えばＪＰＥＧなどの符号化処理を行って、撮影日時等の情報を付加して映像データにする。記録・読出し制御部１３０では、映像変換部１２で得られた映像データを受信すると（ステップＳＴ１）、映像データに付加された情報から映像データなどの撮影日時（記録時刻）を識別する（ステップＳＴ２）。映像データは、ブロックデータ領域４００のブロックへ記録するために準備されたブロックサイズ（例、５００バイト）と同じ蓄積サイズを持つカレントバッファ（図示せず）に蓄積される。また、同じくカレントバッファ内のブロックヘッダに相当する領域のフレーム番号、記録時刻、開始アドレス、フレームデータのサイズを更新する（ステップＳＴ３）。カレントバッファへ蓄積した映像データの累積がブロックサイズ以上となっているかを調べ（ステップＳＴ４）、ブロックサイズよりも小さい場合には映像データの受信処理を継続する。
【００１９】
一方、ステップＳＴ４において、カレントバッファへ蓄積した映像データの累積がブロックサイズ以上であった場合は、カレントバッファに収まらなかった余剰フレームデータを確認し（ステップＳＴ５）、余剰フレームデータを、あらかじめ準備しておいた次バッファへ蓄積する（ステップＳＴ６）。一方、ステップＳＴ５において余剰フレームデータがなければ、ブロック管理テーブル３００から空きブロックを検索して、カレントバッファに記録されているヘッダ情報とフレームデータをブロックデータ領域４００の該当空きブロックへ記録する（ステップＳＴ７）。ステップＳＴ７で記録した該当ブロックのブロック管理テーブルについて、前ブロック番号、フレーム数、先頭時刻、終端時刻および使用情報に関して更新するとともに、ブロック管理テーブルにおける前ブロックの情報についても次ブロック番号を更新する（ステップＳＴ８）。次バッファをカレントバッファとして処理ステップＳＴ１へ戻る。
【００２０】
上記動作において、映像データを受信している状態では、記録・読出し制御部１３０は、記録媒体１４０上のブロックデータ領域４００に対して、ブロック１、ブロック２、ブロック３、…のように順番に映像データを記録していくとともに、ブロック管理テーブル３００のブロック情報を更新して、ブロック単位で記録を行うため、記録媒体１４０へのデータ記録性能の向上が図れる。
ここで、ブロックデータは数百ＫＢ〜数ＭＢのオーダである。記録媒体１４０をハードディスクと想定した場合、ハードディスク単体使用では数百ＧＢであるが、複数のハードディスクを使用してＲＡＩＤを構成するような場合は、数ＴＢの記録容量を実現できる。このような条件下で記録できるブロック数は数千万〜数億個のオーダとなり、ブロック管理テーブルのサイズは数ＭＢ〜数十ＭＢのオーダであるため、従来例と比較してメモリ使用量削減の効果がある。
また、昨今の映像記録再生装置が搭載する物理メモリ量は数十ＭＢ程度であるが、管理情報を仮想記憶で管理する必要がないので、ページフォルト等に起因する物理メモリとハードディスク間のデータ入れ替え処理による遅延は発生することがない。
【００２１】
次に、図５のフローチャートに従って再生動作を説明する。
まず、操作者により再生したい映像番号Ｉと指定時刻Ｔが入力された場合（ステップＳＴ１０）、記録・読出し制御部１３０では、映像管理テーブル２００から映像番号Ｉに該当し、指定時刻Ｔが記録時刻の範囲（先頭時刻〜終端時刻）にあるブロック番号を抽出し、ブロック管理テーブル３００に登録されているブロック情報を順に辿って、時刻Ｔを含む記録時刻の範囲（先頭時刻〜終端時刻）を持つブロックを検索する（ステップＳＴ１１）。検索により該当ブロックがない場合（ステップＳＴ１２）、再生処理を終了する。一方、ステップＳＴ１２において該当ブロックが存在した場合は、該当ブロック情報の開始アドレス、サイズの各情報を使用して、ブロックデータ領域４００から該当ブロックのデータをバッファ（図示せず）へ読み出す（ステップＳＴ１３）。読み出したブロックのブロックヘッダに記録されているフレーム情報の記録時刻から、時刻Ｔ以降のフレーム情報を検索し、検索された該当フレームをブロック内から読み出して映像変換部１５へ出力する（ステップＳＴ１４）。映像変換部１５では、記録・読出し制御部１３０が読み出した映像データを表示に適した形式に変換し、映像送信部１６を介して表示装置３へ送出する（ステップＳＴ１５）。
【００２２】
記録・読出し制御部１３０は、続いて、送出した映像データの次フレーム情報をヘッダ情報から確認し（ステップＳＴ１６）、該当ブロック内に次フレームデータがない場合（ステップＳＴ１７）は、次ブロックデータをバッファへ読み込む（ステップＳＴ１８）。一方、ステップＳＴ１７において、次フレームデータがあった場合は、バッファのブロックデータから次フレームデータを取り出し、前回送出したフレームデータの記録時刻と次フレームデータの記録時刻の時間差を送出待ち時間Ｗとして保持する（ステップＳＴ１９）。前回フレームデータを送出した時刻から待ち時間Ｗが経過していた場合（ステップＳＴ２０）、次フレームデータで処理ステップＳＴ１５の処理を実行する。また、ステップＳＴ２０において、待ち時間Ｗが経過していない場合は経過するまで待つ。
【００２３】
上記再生処理を実行している間、記録・読出し制御部１３０は記録媒体１４０上のブロックデータ領域４００から、ブロック管理テーブル３００のリンク情報に従って、ブロックデータを順番に読み出すとともに、ブロックデータ内のヘッダ情報に記録されているフレーム管理情報に従ってフレームデータを順番に記録時刻を再現するように取り出し、表示装置３へ再生映像を送出する。このとき、記録媒体１４０からのデータ読み出しは、ブロック単位の映像データにアクセスすることになるため、記録媒体からのデータ読み出し性能の向上が図れる。
また、フレームデータへアクセスするためにブロックデータのヘッダ情報を読み出す必要があるが、このとき一度の処理で、ヘッダ情報を読み出すと同時に該当フレームデータを含むブロックデータも読み出すことができるため、管理情報を仮想記憶によって管理するメモリ削減方法と比較して効率が良い。
【００２４】
以上のように、この実施の形態１によれば、フレームデータ（映像データの単位データ）をブロック単位にまとめて記録するようにし、その際ブロックデータのヘッダ情報としてフレームデータに関する管理情報を付加しておき、ブロックデータをブロック情報テーブルにて管理するようにしている。したがって、記録時および再生時には、映像情報を管理する映像管理テーブルとブロックの位置情報を管理するブロック管理テーブルのみを物理メモリに読み出して管理するため、アクセス性能の向上を図ることができるとともに、従来フレーム管理テーブルに割り当てられたメモリ使用量を削減できる。また、再生時には、フレームデータにアクセスするためにブロックのヘッダ情報を読み出すと同時に該当フレームデータを含むブロックデータを読み出すようにしたので、効率よくフレームデータにアクセスができるため、再生時の性能向上も図ることができる。
【００２５】
実施の形態２．
図６は、この発明の実施の形態２による映像記録再生装置の機能構成を示すブロック図である。図において、この実施の形態２は、監視カメラおよび表示装置をそれぞれ複数台接続した映像記録再生装置について示している。ここでは、２台接続を例としているが、２台以上であってもよい。
映像受信部１１では、監視カメラ２ａ，２ｂからそれぞれの監視映像を受信するが、各映像は別々に受信されて映像変換部１２へ渡される。映像変換部１２では、各映像を記録に適した形式に変換するが、このとき、撮影時刻および監視カメラ２ａ，２ｂのそれぞれを識別するための情報（カメラＩＤ）を対応する映像データに付加する。記録・読出し制御部１３０では、映像データに付加された識別情報から、どの監視カメラからの映像データかを識別して、カメラ毎に映像データを記録媒体１４０に記録する。記録・読出し制御部１３０にて行われる記録処理の動作は、監視カメラごとの映像データに対して図４に示した処理フローが行われるだけであり、処理内容そのものは殆んど変わらない。そのため、監視カメラごとの映像データが時間経過とともに対応ブロックへ記録されていく。ただし、符号化レートの異なる監視カメラからの複数映像を同時に記録する場合は、撮影日時が同時刻帯の映像データを含むブロックは交互に隣接して連続して記録する。このことにより、ハードディスクのような記録媒体は物理的にヘッド移動量が少なくなり、シーケンシャルな記録を行うことができる。
【００２６】
この実施の形態２に係るデータ構造の各部の具体例とデータ関係を図７に示す。実施の形態２の映像管理テーブル２００では、実施の形態１の図３における映像管理テーブルに対して、カメラＩＤのフィールドが追加されており、それ以外の構成は基本的に同じである。この例では、映像管理テーブル２００の映像番号１にはカメラＩＤとしてａが記録されていることから、監視カメラ２０ａからの映像データが記録されていることを表す。また、映像番号２のレコードにはカメラＩＤとしてｂが記録されていることから、監視カメラ２０ｂからの映像データが記録されていることを表す。これとリンクするブロック管理テーブル３００では、映像番号１の映像としてブロック番号１と３が使用され、映像番号２の映像としてブロック番号２が使用されていることを表している。なお、映像管理テーブル２００のカメラＩＤは、再生要求するときに操作者が指定する記録映像の検索キーとして指定時刻とともに用いられる。
【００２７】
一方、記録した映像を表示装置３ａおよび表示装置３ｂで再生する場合、記録・読出し制御部１３０では、記録媒体１４０から読み出したブロックの映像データに、送出先となる表示装置を識別する情報（表示装置ＩＤ）を付加して、映像変換部１５へ出力する。この場合、どのカメラの映像をどの表示装置で再生するかということが一般的に行われるから、例えばカメラＩＤと表示装置ＩＤとの組み合わせテーブルを予め設けておき、読み出した映像データに付加されているカメラＩＤに対応する表示装置ＩＤを取り出して付加するようにすればよい。映像変換部１５および映像送信部１６では、付加された識別情報に基づいて表示先の表示装置に切り替えて映像を送出するように動作する。なお、記録媒体１４０から読み出す映像データは表示先の表示装置の数に応じて、複数の映像データを同時に読み出して送出することも可能である。
また、監視用途では異なる場所に設置された複数の監視カメラからの映像を同時に記録しておき、これら記録されている映像を、記録時刻と同期させて複数の表示装置に並べて表示する場合がある。このような場合の再生動作においては、記録・読出し制御部１３０は再生処理をそれぞれの表示装置に対して複数同時に行うことになる。この場合の記録されている映像データは既に同時刻帯のブロックとして記録媒体１４０上に交互に隣接して記録されているので、ハードディスクのような記録媒体では物理的に少ないヘッドの移動量で各ブロックを読み出すことができる。
【００２８】
以上のように、この実施の形態２によれば、複数台のカメラによる記録を行う場合でも、映像管理テーブルに監視カメラの識別情報を追加することで、実施の形態１での基本構成を変更することなく記録が行え、撮影日時が同時刻帯の映像データを含むブロックは交互に隣接して連続して記録されるようにしたので、シーケンシャルなデータの記録が行える。また、同時に記録した複数台のカメラからの同時刻帯の映像を、複数台の表示装置によりマルチ画面のように同時に映像を並べて再生するような場合、同時刻帯に記録されたブロックは記録媒体上で交互に隣接してシーケンシャルに記録されているため、ハードディスクのような記録媒体では物理的にヘッド移動量が少なくなり、効率の良い再生を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】この発明の実施の形態１による映像記録再生装置の機能構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る記録媒体に形成されるデータ構造を示す説明図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係るデータ構造の各部の具体例とデータ関係を示す説明図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る記録時の処理を示すフローチャートである。
【図５】この発明の実施の形態１に係る再生時の処理を示すフローチャートである。
【図６】この発明の実施の形態２による映像記録再生装置の機能構成を示すブロック図である。
【図７】この発明の実施の形態２に係るデータ構造の各部の具体例とデータ関係を示す説明図である。
【図８】従来の記録再生装置の機能構成を示すブロック図である。
【図９】従来の記録媒体のデータ構造を示す説明図である。
【図１０】従来の記録媒体のデータ構造の各部の具体例とデータ関係を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３０】
１ 映像記録再生装置、２ 監視カメラ、３ 表示装置、１１ 映像受信部、１２ 映像変換部（第１の映像変換部）、１５ 映像変換部（第２の映像変換部）、１６ 映像送信部、１３０ 記録・読出し制御部、１４０ 記録媒体、２００ 映像管理テーブル、３００ ブロック管理テーブル、４００ ブロックデータ領域、４０１，４０２ ブロックヘッダ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
監視カメラからの映像を記録に適した形式の映像データに変換する第１の映像変換部と、映像データを記録する記録媒体と、前記映像変換部で変換された映像データを前記記録媒体に記録し、要求に応じて当該記録媒体から記録された映像データを読み出す処理を行う記録・読出し制御部と、記録・読出し制御部から読み出された映像データを表示に適した形式の信号に変換する第２の映像変換部とを備え、
前記記録媒体は、記録する映像データの単位データよりも十分に大きな固定サイズのブロック単位で区画されたブロックデータ領域と、前記ブロックデータ領域に記録された映像データがあてはめられたブロックの先頭ブロック番号、終端ブロック番号、記録時刻の範囲を含む映像管理テーブルと、前記ブロックデータ領域上のブロックの位置情報、リンクする前後ブロック番号、映像データの単位データの数、記録時刻の範囲を含むブロック管理テーブルを有し、
前記記録・読出し制御部は、記録する映像データの単位データをブロック単位にまとめ、その際、ブロックに含まれる映像データの単位データ毎の記録時刻およびブロック上の位置情報をブロックのヘッダ情報として付加し、生成したブロックを前記ブロックデータ領域に順次記録し、またこの記録処理に伴って前記映像管理テーブルおよび前記ブロック管理テーブルを更新することを特徴とする映像記録再生装置。
【請求項２】
記録・読出し制御部は、指定時刻の映像データを読み出す際には、映像管理テーブルとブロック管理テーブルに基づいて該当映像データを含むブロックを特定して読み出し、そのブロックのヘッダ情報に基づいて前記指定時刻以降にある映像データを当該特定されたブロックから読み出して第２の映像変換部へ出力することを特徴とする請求項１記載の映像記録再生装置。
【請求項３】
第１の映像変換部は、複数のカメラからの映像データが同時に入力された場合に、カメラの撮影時刻およびカメラの識別情報を対応する映像データに付加して出力し、
記録・読出し制御部は、撮影時刻が同じ時刻帯の映像データを含むブロックを記録媒体上で隣接させて連続的に記録し、
映像管理テーブルは、記録した各映像データに対応するカメラの識別情報を含み、前記記録・読出し制御部により記録時に更新されるようにしたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の映像記録再生装置。
【請求項４】
記録・読出し制御部は、記録された映像データを異なる表示装置で再生する場合は、記録媒体から読み出したブロックの映像データに、送出先となる表示装置の識別情報を付加して第２の映像変換部へ出力することを特徴とする請求項２または請求項３記載の映像記録再生装置。
【請求項１】
監視カメラからの映像を記録に適した形式の映像データに変換する第１の映像変換部と、映像データを記録する記録媒体と、前記映像変換部で変換された映像データを前記記録媒体に記録し、要求に応じて当該記録媒体から記録された映像データを読み出す処理を行う記録・読出し制御部と、記録・読出し制御部から読み出された映像データを表示に適した形式の信号に変換する第２の映像変換部とを備え、
前記記録媒体は、記録する映像データの単位データよりも十分に大きな固定サイズのブロック単位で区画されたブロックデータ領域と、前記ブロックデータ領域に記録された映像データがあてはめられたブロックの先頭ブロック番号、終端ブロック番号、記録時刻の範囲を含む映像管理テーブルと、前記ブロックデータ領域上のブロックの位置情報、リンクする前後ブロック番号、映像データの単位データの数、記録時刻の範囲を含むブロック管理テーブルを有し、
前記記録・読出し制御部は、記録する映像データの単位データをブロック単位にまとめ、その際、ブロックに含まれる映像データの単位データ毎の記録時刻およびブロック上の位置情報をブロックのヘッダ情報として付加し、生成したブロックを前記ブロックデータ領域に順次記録し、またこの記録処理に伴って前記映像管理テーブルおよび前記ブロック管理テーブルを更新することを特徴とする映像記録再生装置。
【請求項２】
記録・読出し制御部は、指定時刻の映像データを読み出す際には、映像管理テーブルとブロック管理テーブルに基づいて該当映像データを含むブロックを特定して読み出し、そのブロックのヘッダ情報に基づいて前記指定時刻以降にある映像データを当該特定されたブロックから読み出して第２の映像変換部へ出力することを特徴とする請求項１記載の映像記録再生装置。
【請求項３】
第１の映像変換部は、複数のカメラからの映像データが同時に入力された場合に、カメラの撮影時刻およびカメラの識別情報を対応する映像データに付加して出力し、
記録・読出し制御部は、撮影時刻が同じ時刻帯の映像データを含むブロックを記録媒体上で隣接させて連続的に記録し、
映像管理テーブルは、記録した各映像データに対応するカメラの識別情報を含み、前記記録・読出し制御部により記録時に更新されるようにしたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の映像記録再生装置。
【請求項４】
記録・読出し制御部は、記録された映像データを異なる表示装置で再生する場合は、記録媒体から読み出したブロックの映像データに、送出先となる表示装置の識別情報を付加して第２の映像変換部へ出力することを特徴とする請求項２または請求項３記載の映像記録再生装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００８−１９３５９８（Ｐ２００８−１９３５９８Ａ）
【公開日】平成２０年８月２１日（２００８．８．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２８３３９（Ｐ２００７−２８３３９）
【出願日】平成１９年２月７日（２００７．２．７）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年８月２１日（２００８．８．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年２月７日（２００７．２．７）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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