JPH11113032A - 映像記録再生用ディスクドライブ評価装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のコンピュータ用ディスクドライブの評
価は平均値的な視点での評価であったため、これをディ
ジタル映像記録再生用ディスクドライブに適用すると統
計的には映像が途切れなくても、再生処理が間に合わず
途切れる可能性がある。 【解決手段】 ヘッドの最大シーク時間Ｓ、最大回転待
ち時間Ｌおよびオーバーヘッドを含めた最大映像データ
読み出し時間Ｒを計測し、これらの単純和Ｓ＋Ｌ＋Ｒ
（最大再生時間取得ステップＳ２で求められる）と、あ
る決められた時間（例えば、３３．３msec）とを比較す
ることにより、映像の基本サイズであるフィールドやフ
レーム単位でのノンリニア再生に対してもディスクから
読み出された映像を途切れることなく再生し続けること
ができるかどうかの評価（映像連続性判定ステップＳ３
で判定される）が可能なようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はディジタル映像信号
を記録再生するディスク装置において、ディスク装置か
らディジタル映像信号をテレビジョンフィールドやテレ
ビジョンフレーム単位でいわゆるノンリニア再生する際
に、映像が途切れることなく再生できるかどうかを評価
する装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のディスクドライブの評価装置はコ
ンピュータ用データのアクセス性能を評価することを前
提としているため、データの基本アクセスサイズを数ｋ
Ｂから数十ｋＢとしており、予め定められた回数または
時間だけディスクに対して連続的にシーケンシャルな読
み書きやランダムな読み書きを行った場合のアクセスの
実行時間および読み書きを行ったデータ量の計測を行
い、平均データ転送速度を計算することにより、シーク
特性、回転待ち時間、読み書きの実行時間の総合的な性
能を平均値的な視点でディスクドライブの評価を行って
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】一方、動画を含む映像
データを再生する際には、映像データが記録されたメデ
ィアから、映像データが誤り訂正もれなく、かつ時間的
に途切れることなく再生処理できることが望ましいが、
統計上完全に誤り訂正もれなくデータを再生処理するこ
とは不可能である。しかし、放送局で使用する映像再生
機器の場合には、データの誤り訂正もれが発生した場合
に誤ったままの映像を表示するのではなく、誤り修整と
いう視覚的に分からないようにデータを補間する技術を
用いて映像の品質を極力落とさないようにすることがで
きるため、非常に低い確率で発生し得る訂正もれを許容
することができる。これに対し、映像途切れに対して
は、これが発生したとき、前フィールドまたは前フレー
ムの映像をフリーズ表示することになるため、視覚的に
非常に目立ち、映像途切れの発生は許されない。従っ
て、放送局のオンライン系に映像記録再生メディアとし
てディスク装置を導入する際には、映像データがディス
クから途切れることなく再生できることが必須条件とな
る。

【０００４】このように、映像記録再生用ディスク装置
の放送局への導入に向けては、上述した視点からディス
クドライブの評価をする必要があるが、これまでのディ
スクドライブの評価は、コンピュータ用ディスクドライ
ブをターゲットとした平均値的な視点での評価であっ
た。

【０００５】従来のような平均値的な視点での評価によ
って映像記録再生用ディスクドライブとして満足すると
評価されたディスクを用いて実際に映像の記録再生を行
うとき、統計的には映像が途切れないかも知れないが再
生処理が間に合わず映像が途切れる可能性がある。映像
が途切れることを防ぐ目的でディスクの外側にバッファ
メモリを用意する方法を用いたとしても、バッファメモ
リの容量を大きくすればするほど映像が途切れる可能性
は低くなるが、それでも映像が途切れないという保証は
ない。従って、映像記録再生用ディスクのディスクドラ
イブを評価する場合は、従来のような平均値的な視点で
の評価ではなく、データの読み書きに要する時間の最悪
値による評価が必要となる。

【０００６】さらに、ディスク装置においては、一回一
回のデータ読み出しのアクセスには常に読み出しの動作
以外の動作（オーバーヘッド）が伴うため、基本アクセ
スサイズを小さくするとオーバーヘッドの比率が大きく
なる。これによって、実効的なデータの読み出し速度が
遅くならないようにするためには映像の記録再生の基本
アクセスサイズは大きい方が望ましいが、映像の最小構
成単位はフィールドやフレームであるため、映像編集
上、映像データの基本アクセスサイズはフィールド分や
フレーム分以上にすることは好ましくない。すなわち、
映像の記録再生を行う場合の基本アクセスサイズはフィ
ールドやフレームに合わせるのが最適である。

【０００７】このように、基本アクセスサイズをフィー
ルドまたはフレームに合わせた場合の映像データの基本
アクセスサイズは、現行放送では数百ｋＢ、ハイビジョ
ンでは数ＭＢという大きさになる。これは、コンピュー
タ用データの基本アクセスサイズの数十倍から数百倍と
なり、この点からも従来のコンピュータ用のディスクド
ライブ評価装置は映像用のディスクドライブの評価には
適さないことが分かる。

【０００８】なお、映像データの基本アクセスサイズ
は、ディスク装置の用途によっては数フレーム分にする
ことができる場合もあり、この場合には、コンピュータ
用データの基本アクセスサイズからさらに懸け離れた大
きさになる。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明による映像記録再
生用ディスクドライブ評価装置は、ディスク面上に記録
再生するデータの基本アクセスサイズを映像の最小構成
単位、すなわちフィールドまたはフレーム、あるいはそ
の数倍に合わせた映像記録再生用ディスクドライブの評
価装置であって、上記課題を解決するために、本発明デ
ィスクドライブ評価装置は、特にディジタル映像データ
を分割して記録するディスクユニットの台数、それらデ
ィスクユニットの台数に応じてそれぞれのディスク面上
のトラックの使用範囲、および基本アクセスサイズの大
きさをパラメータとして設定した場合の映像の基本アク
セスサイズのデータを読み出すのに必要とする時間の最
大値（シーク時間、回転待ち時間および映像データ読み
出し時間の各最大値の単純和）と予め設定された時間と
の間で大小関係を比較して比較結果を出力するように構
成されている。

【００１０】すなわち、本発明ディスクドライブ評価装
置は、映像記録再生用ディスクドライブを評価する評価
装置であって、ディジタル映像データを分割して記録す
るディスクユニットの台数、それらディスクユニットの
台数に応じてそれぞれのディスク面上のトラックの使用
範囲、および基本アクセスサイズの大きさをパラメータ
として設定したうえで、ヘッドのシーク時間の最大値
Ｓ、最大回転待ち時間Ｌおよびディスク面上に連続的に
記録されたディジタル映像データをオーバーヘッドを含
めて前記基本アクセスサイズ分だけディスクから読み出
すのに要する時間の最大値Ｒを計測する手段と、該手段
によって計測された各最大の時間Ｓ，ＬおよびＲの単純
和と予め設定された時間との間で大小関係を比較する手
段と、該手段によって比較された結果を前記各パラメー
タの値と共に出力する出力手段とを具えてなることを特
徴とするものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照し、発明の
実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。図１
は、本発明による映像記録再生用ディスクドライブ評価
装置の一実施形態の構成をブロック図で示している。図
１において、１は、評価対象となるディスクドライブを
含んでいるディスク装置であり、２は、このディスク装
置１をＳＣＳＩやＡＴＡ（ＩＤＥ）のようなプロトコル
で制御するディスクコントローラであり、そして３は、
ディスクコントローラ２に対してディスク装置１を評価
するためのディスクドライブ評価ソフトウエアをロード
し、ディスクドライブ評価に必要なコマンドを生成し、
そしてコマンド実行結果のデータ処理を行うＣＰＵであ
る。ここで、ＣＰＵ３としては、一般的なパソコンを用
いることができる。

【００１２】図２は、ディスク装置から映像が途切れる
ことなく再生できるかどうかについて、ディスクドライ
ブの評価を行う評価ソフトウエアのアルゴリズムをフロ
ーチャートで示している。本発明ディスクドライブ評価
装置においては、あるパラメータ値における後述する最
大シーク時間Ｓ、最大回転待ち時間Ｌ、および最大映像
データ読み出し時間Ｒの各測定結果を用いて、図２のア
ルゴリズムに基づき判定して評価結果を出力する。ここ
で、シーク時間は、次に読み出すデータの先頭セクタが
記録されているトラックにヘッドが移動するのに要する
時間、回転待ち時間は、シーク動作が完了してからデー
タの読み出しを開始するまでの時間、そして映像データ
読み出し時間は、所定量の映像データの読み出しを開始
してから終了するまでのオーバーヘッドを含めた時間で
ある。

【００１３】図２において、パラメータ設定ステップＳ
１では、映像データを分割して記録するディスクユニッ
トの台数、それらディスクユニットの台数に応じてそれ
ぞれのディスク面上のトラックの使用範囲、および基本
アクセスサイズの大きさをパラメータとして設定する。
これらパラメータは、予め人間系により設定しておいて
もよいし、評価装置内で自動的に設定するようにしても
よい。

【００１４】最大シーク時間Ｓ、最大回転待ち時間Ｌお
よび最大映像データ読み出し時間Ｒが、パラメータ設定
ステップＳ１において上記設定されたパラメータのもと
に、次の最大再生時間取得ステップＳ２において取得さ
れる。（この取得方法については、図３につき後述す
る）。これら取得された各最大時間Ｓ，ＬおよびＲから
単純和（Ｓ＋Ｌ＋Ｒ）がとられ、次の映像連続性判定ス
テップＳ３に送られる。

【００１５】映像連続性判定ステップＳ３では、単純和
Ｓ＋Ｌ＋Ｒと、例えば、基本アクセスサイズが１フレー
ム分で、かつ３０フレーム／秒の場合の１フレーム時間
に相当する３３．３msecとの間で大小関係を比較し、映
像の連続再生が可能かどうを判定して出力する。なお、
この比較基準となる３３．３msecは、これに限られるわ
けではなく、基本アクセスサイズに応じて設定される。
また、映像の連続再生が不可能と判定された場合には、
パラメータ設定ステップＳ１で再度他のパラメータを自
動的に設定し直してから、同様の動作を繰り返してもよ
い。ここで、パラメータの設定変更は、複数のパラメー
タのうち１つのみを変更して、他のパラメータを固定し
て行う。

【００１６】図３は、図２中の最大再生時間取得ステッ
プ２で上述の各最大時間Ｓ，ＬおよびＲを取得する手続
きをフローチャートで示している。図３において、この
手順が開始されると、まず、コマンドパラメータ設定ス
テップＳ４で与えられたパラメータ値における後述する
ようなシーク時間、回転待ち時間および映像データ読み
出し時間のそれぞれを計測する場合のコマンドの種類お
よびコマンドのパラメータが設定される。次いでコマン
ド開始時刻測定ステップＳ５でコマンド開始時刻が測定
され、これと同時にコマンド実行ステップＳ６で図１に
示すディスクコントローラ２に対してディスクコントロ
ールコマンドが出力され（コマンド実行）、ディスク装
置１を介して得られるディスクコントローラ２からのコ
マンド終了信号が入力されると同時に、コマンド終了時
刻測定ステップＳ７でコマンド終了時刻が測定される。

【００１７】コマンド開始時刻測定ステップＳ５とコマ
ンド終了時刻測定ステップＳ７で測定された時刻に基づ
きコマンド実行時間計算ステップＳ８でコマンド実行時
間が計算され、その計算結果とこのときのコマンドパラ
メータをメモリに記憶するメモリ記憶ステップＳ９に進
む。測定継続判定ステップＳ１０では、シーク時間、回
転待ち時間、映像データ読み出し時間のそれぞれについ
て設定されたパラメータでの測定が完了したか否かに基
づき、引続き測定を継続するかどうかを判定し、継続す
ると判定した場合再びコマンドパラメータ設定ステップ
Ｓ４でコマンドパラメータを再設定し、以上の動作を繰
り返す。測定継続判定ステップＳ１０で継続しないと判
定した場合最大再生時間取得の手続きは終了する。

【００１８】具体例につき説明する。一例として、ディ
スク面上のトラックの使用範囲をトラック番号で０〜１
００とした場合のシーク時間の最大値を測定する場合を
説明する。なお、この場合は、ディスクユニットの台数
と基本アクセスサイズはシーク時間に影響しない。い
ま、シーク時間はシーク方向によつて異なることがない
ものとすれば、シークするトラック数とシーク時間との
関係は図４に示すようになるので、この場合はトラック
番号０からトラック番号１００までヘッドが移動するの
に要するシーク時間を計測すればよいことになる。

【００１９】そこでコマンドパラメータ設定ステップＳ
４でトラック番号０というコマンドパラメータとシーク
という種類のコマンドを設定し、コマンド実行ステップ
Ｓ６でコマンドを図１に示すディスクコントローラ２に
対して出力し、コマンド開始時刻測定ステップＳ５とコ
マンド終了時刻測定ステップＳ７とコマンド実行時間計
算ステップＳ８でシークコマンドに要した時間を計算
し、トラック番号０にシークするというコマンドパラメ
ータとともにメモリに記憶する（メモリ記憶ステップＳ
９）。次にトラック番号１００にシークしなければなら
ないので、測定継続判定ステップＳ１０は継続の判定を
出す。

【００２０】再び、コマンドパラメータ設定ステップＳ
４でトラック番号１００にシークするというコマンドお
よびコマンドパラメータを設定し、以下トラック番号０
にシークするときと同様の動作をする。この次のコマン
ドはないので、測定継続判定ステップＳ１０は終了の判
定を出して、最大再生時間取得の手続きを終了する。メ
モリにはトラック番号０とトラック番号１００にシーク
したということと、それらのシークの実行時間が入力さ
れる（メモリ記憶ステップＳ９）が、実際にはトラック
番号０へのシーク時間は測定上意味を持たないので、ト
ラック番号０からトラック番号１００までのシークに要
した時間がディスク面上のトラック使用範囲をトラック
番号で０から１００とした場合のシーク時間の最大値と
して取得される。

【００２１】なお、上述例においては、シーク時間はシ
ーク方向によって異なることがないとしたが、シーク時
間がシーク方向によって異なる可能性がある場合は、ト
ラック番号１００からトラック番号０までのシークに要
した時間をも測定し、両者の大きい方を出力するように
すればよい。また、測定データの信頼性を上げるために
複数回測定を繰り返し、最大値を出力するようにしても
よい。

【００２２】次に、ディスク面に映像をフレーム単位に
固定レートで記録したものをディスク装置から映像が途
切れることなく再生できるかどうかの評価を行う例とし
て、評価装置の動作を説明する。ここでは、ディスクユ
ニットの台数は１、基本アクセスサイズは１フレーム分
とし、１フレーム分のデータが常に３０分の１秒（３
３．３msec) 以内に再生できるかどうかを評価するもの
とする。

【００２３】まず、最大シーク時間Ｓは前述の出力より
得られる。最大回転待ち時間Ｌは、回転数が一定である
ディスク装置の場合には、ディスクの回転数から１回転
に要する時間を計算することにより得られる。ここで、
回転数一定のディスク装置の回転数は、例えば、ＳＣＳ
Ｉ対応ディスクであればディスクドライブ評価装置の中
でmode senseというＳＣＳＩコマンドを使用することに
よって求めてもよいし、そのディスクのカタログスペッ
クに記載されている値を予め設定しておきこれを使用し
てもよい。この場合は、パラメータによらず、最大回転
待ち時間Ｌは一定となるが、回転数がオントラック番号
により異なるディスク装置の場合は、パラメータ（トラ
ックの使用範囲）の値に基づいて最大時間となる場合に
ついて計算する必要がある。

【００２４】図５は、従来のコンピュータ用ハードディ
スク装置を用いて、記録された映像データを最外周から
最内周に向かってディスクからシーケンシャルな読み出
しをフレーム単位で行ったときに、各フレームについて
フレーム単位で再生時間を計測した結果を示している。
ほとんどのコンピュータ用のハードディスク装置では角
速度一定（回転数一定）方式を用いているが、その場合
の外周側と内周側の記録密度の差を少なくして記憶容量
を稼ぐために、１トラックあたりのセクタ数が内周側よ
りも外周側の方が多いＺＢＲ（Zone Bit Recording) を
採用していることが多い。但し、この方式においては、
１トラック毎に１トラックあたりのセクタ数が異なって
いるわけではなく、ディスク面を円環状に複数のゾーン
に分け、１つのゾーン内に含まれる複数のトラックでは
１トラックあたりのセクタ数を同じに設定している。基
本アクセスサイズのデータの記録にはある一定数のセク
タを要するため、内周側と外周側とでセクタ数の異なる
この方式では、図５に示すようにゾーン毎に再生に要す
る時間が異なる。

【００２５】また、図５に示すように、同じゾーン内で
も読み出し時間の長いときと短いときがある（縦方向に
幅をもって示されている）が、これは、１回のデータ読
み出しの中に含まれるトラック切替えの回数に影響さ
れ、トラック切替えの回数が多いときは読み出し時間が
長くなるからである。ディスクの最外周から最内周まで
の全てを使用するものとすれば、最大読み出し時間Ｒは
最内周ゾーンの１フレーム分のデータの再生時間の最大
値から求められ、使用するディスクのゾーンを制限する
ならば、最大読み出し時間Ｒは使用する最内周ゾーンの
１フレーム分のデータの再生時間の最大値から求められ
る。従って、最大読み出し時間Ｒについても上述した最
大シーク時間Ｓの測定と同様に、トラックの使用範囲を
パラメータとして図３に示すフローチャートに基づいて
測定が行われる。

【００２６】映像データを複数のディスクユニットに記
録する場合は、それぞれのディスクユニットに対してバ
ッファメモリをもたせ、映像の最小構成単位（フィール
ドまたはフレーム）の映像データをディスクユニット数
分だけ重複しないように等分に分割してそれぞれのバッ
ファメモリに書き込み、フィールドまたはフレームごと
にこれを繰り返しながら各バッファメモリのデータを連
続データとしてディスクユニットに対して記録するもの
とする。逆に、複数のディスクユニットに記録された映
像データを再生する場合は、各ディスクユニットに分割
記録された１フィールド分または１フレーム分の映像デ
ータをそれぞれのバッファメモリに読み出し、各バッフ
ァメモリに格納されているデータから分割前の１フィー
ルド分または１フレーム分の映像データを再構成するよ
うな処理を行い出力するものとする。

【００２７】このように、ディスクユニットの数を増や
すことにより、１フィールド分または１フレーム分の映
像データのうちディスクユニット１台あたりに記録され
るデータ量はディスクユニットが１台のときに記録され
る基本アクセスサイズのデータ量をディスクユニット数
で除したデータ量となるため、記録再生に要する時間を
短くすることができる。このデータ量を新たにディスク
ユニットが複数ある場合の基本アクセスサイズと設定し
て、上述したのと同様な測定を行うことによってディス
クユニット数を増やしたときのオーバーヘッドを含めた
最大読み出し時間Ｒを求めることができる。また、複数
のディスクユニットを用いる場合の最大シーク時間Ｓと
最大回転待ち時間Ｌは、それぞれのディスク面上のトラ
ックの使用範囲の制限のもとでの各ディスクユニットに
おける最大値のうち最も値の大きいものを選ぶようにす
る。

【００２８】最終的に、映像が途切れることなく再生で
きるかどうかは、図２に示したアルゴリズムによって、
基本アクセスサイズを１フレーム分に設定したときに
は、Ｓ＋Ｌ＋Ｒが３３．３msecよりも短いかどうかを評
価することにより判定できる。Ｓ＋Ｌ＋Ｒが３３．３ms
ecよりも長いときには、前述したようなパラメータとし
てのディスクユニットの台数や使用ゾーン（使用トラッ
ク）の範囲を変更することにより、Ｓ＋Ｌ＋Ｒが３３．
３msecよりも短くなる（映像が途切れない）まで測定を
繰り返し行うことができる。

【００２９】なお、本発明による映像記録再生用ディス
クドライブ評価装置は、動画を含む映像の記録再生を行
うディスク装置であれば、光ディスク、光磁気ディス
ク、磁気ディスク等その種類を問わず適用できることは
言うまでもない。また、Ｓ＋Ｌ＋Ｒと大小比較を行う比
較基準も３３．３msecに限られるわけでなく、基本アク
セスサイズの大きさに応じて他の値に設定可能である。

【００３０】

【発明の効果】本発明装置を用いることにより、動画を
含む映像データが記録されたディスク装置から読み出さ
れる映像が、テレビジョンフィールドやテレビジョンフ
レーム単位でのノンリニア再生に対しても途切れること
なく再生し続けることができるかどうかを評価すること
ができる。これにより、ディジタル映像データを分割し
て記録するディスクユニットの台数、それらのディスク
ユニットの台数に応じてそれぞれのディスク面上のトラ
ックの使用範囲、および基本アクセスサイズをどのよう
にすれば映像データが途切れないかについてのシステム
設計を行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による映像記録再生用ディスクドライブ
評価装置の一実施形態の構成をブロック図で示してい
る。

【図２】ディスク装置から映像が途切れることなく再生
できるかどうかについて、ディスクドライブの評価を行
う評価ソフトウェアのアルゴリズムをフローチャートで
示している。

【図３】図２中の最大再生時間取得ステップで各最大の
時間Ｓ，Ｌ，Ｒを取得する手続きをフローチャートで示
している。

【図４】シーク時間がシーク方向によらない場合につい
て、シークするトラック数とシーク時間との関係を示し
ている。

【図５】従来のコンピュータ用ハードディスク装置を用
いて、記録された映像データを最外周から最内周に向か
ってディスクからシーケンシャルな読み出しをフレーム
単位で行ったときに、各フレームについてフレーム単位
で再生時間を計測した結果を示している。

【符号の説明】

１ ディスク装置 ２ ディスクコントローラ ３ ＣＰＵ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奥田 治雄 東京都世田谷区砧１丁目10番11号 日本放 送協会 放送技術研究所内 (72)発明者 沼澤 潤二 東京都世田谷区砧１丁目10番11号 日本放 送協会 放送技術研究所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 映像記録再生用ディスクドライブを評価
   する評価装置であって、ディジタル映像データを分割し
   て記録するディスクユニットの台数、それらディスクユ
   ニットの台数に応じてそれぞれのディスク面上のトラッ
   クの使用範囲、および基本アクセスサイズの大きさをパ
   ラメータとして設定したうえで、ヘッドのシーク時間の
   最大値Ｓ、最大回転待ち時間Ｌおよびディスク面上に連
   続的に記録されたディジタル映像データをオーバーヘッ
   ドを含めて前記基本アクセスサイズ分だけディスクから
   読み出すのに要する時間の最大値Ｒを計測する手段と、
   該手段によって計測された各最大の時間Ｓ，ＬおよびＲ
   の単純和と予め設定された時間との間で大小関係を比較
   する手段と、該手段によって比較された結果を前記各パ
   ラメータの値と共に出力する出力手段とを具えてなるこ
   とを特徴とする映像記録再生用ディスクドライブ評価装
   置。