專利名稱：一種音視頻數(shù)據(jù)的索引建立方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及視頻監(jiān)控及數(shù)據(jù)存儲技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種音視頻數(shù)據(jù)的索引建立方法。
背景技術(shù)：
為保存音視頻錄像，視頻監(jiān)控系統(tǒng)與PC機(jī)一樣，也存在硬盤文件系統(tǒng)。視頻監(jiān)控系統(tǒng)的硬盤文件系統(tǒng)可分為兩類，一是與PC機(jī)相同的通用文件系統(tǒng)，第二種是專門開發(fā)的，適合專用存儲目的的專用文件系統(tǒng)。在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，音視頻數(shù)據(jù)以錄像段的形式保存。音視頻錄像時(shí)，根據(jù)錄像時(shí)間的長短產(chǎn)生不同大小的錄像段。如按布防計(jì)劃(布防時(shí)間可以為幾分鐘到幾天，也可能全天候)錄像時(shí)，會產(chǎn)生數(shù)據(jù)量很大的錄像段(幾GB到數(shù)十GB，甚至上TB);當(dāng)因告警觸發(fā)的音視頻錄像時(shí)(告警時(shí)間可以為幾秒或者幾分鐘)，通常產(chǎn)生較小的錄像段(幾百KB到數(shù)百M(fèi)B)。在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，單個(gè)攝像頭所分配的磁盤空間大小通常是固定的，但卻需要持續(xù)不間斷錄像，因此當(dāng)磁盤空間錄滿時(shí)，就需要回收磁盤空間。另外，在室外的視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，監(jiān)控設(shè)備易受天氣等外部環(huán)境影響，監(jiān)控設(shè)備時(shí)常會被突然斷電。在突然斷電時(shí)，磁盤上已保存音視頻數(shù)據(jù)必須不能丟失，數(shù)據(jù)仍要保持一致性。視頻監(jiān)控系統(tǒng)中如果采用PC機(jī)所使用的通用文件系統(tǒng)，需要將一段錄像段保存為一個(gè)文件。空間回收只能回收整個(gè)文件，無法有效地回收一個(gè)文件部分最老的數(shù)據(jù)。當(dāng)錄像時(shí)間很長，如一個(gè)星期，在回收錄像段所對應(yīng)的文件后，整個(gè)星期的錄像數(shù)據(jù)均被回收，這是視頻監(jiān)控領(lǐng)域所不能接受的。另外大文件和小文件混合保存，在空間過程中，會產(chǎn)生大量的碎片空間，影響磁盤的使用效率，嚴(yán)重時(shí)還會降低系統(tǒng)的性能。在文件寫入過程中突然斷電，文件系統(tǒng)極易處于不一致的狀態(tài)，導(dǎo)致文件無法打開，甚至整個(gè)文件都有可能無法正常使用，造成已保存錄像段全部丟失。專門研發(fā)的專用文件系統(tǒng)可以，有效地解決PC機(jī)所使用文件系統(tǒng)在視頻監(jiān)控系統(tǒng)的不足，同時(shí)針對視頻監(jiān)控系統(tǒng)中音視頻數(shù)據(jù)存儲的特點(diǎn)，優(yōu)化數(shù)據(jù)索引，提高數(shù)據(jù)存儲的可靠性、穩(wěn)定性和讀寫效率。專用文件系統(tǒng)中，為了有效的讀取音視頻數(shù)據(jù)，也存在類似于PC機(jī)上文件系統(tǒng)中文件索引的音視頻數(shù)據(jù)索引。音視頻數(shù)據(jù)的索引也存在很多種，如基于時(shí)間的索引，基于錄像段的索引等，也有可直接索引到單個(gè)數(shù)據(jù)塊的索引和索引多個(gè)連續(xù)數(shù)據(jù)塊的索引。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了 一種音視頻數(shù)據(jù)的索引建立方法，使用簡單的一級索引，磁盤區(qū)域索引直接索引若干連續(xù)的數(shù)據(jù)區(qū)塊，在音視頻數(shù)據(jù)出現(xiàn)記錄中斷時(shí)，僅丟失區(qū)塊緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)，能夠保證已寫入的音視頻數(shù)據(jù)處于一致性狀態(tài)。一種音視頻數(shù)據(jù)的索引建立方法，包括以下步驟:預(yù)先將磁盤空間劃分為索引區(qū)和數(shù)據(jù)區(qū)，所述索引區(qū)用于存放錄像段信息和磁盤區(qū)域索引，所述數(shù)據(jù)區(qū)分為若干個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)塊，并為每個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)塊分配序號；索引的建立過程包括以下步驟:a、寫入第一幀音視頻數(shù)據(jù)前，生成錄像段信息，同時(shí)分配磁盤區(qū)域索引，該磁盤區(qū)域索引指向第一個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)塊；錄像段信息包括錄像段的開始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間，寫入第一幀音視頻數(shù)據(jù)之前，生成錄像段信息中的開始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間；磁盤區(qū)域索引指向第一個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)塊之后，其余的數(shù)據(jù)區(qū)塊依據(jù)序號即可依次確定位置，一個(gè)磁盤區(qū)域索引對應(yīng)一系列連續(xù)的數(shù)據(jù)區(qū)塊；b、關(guān)聯(lián)步驟a中的錄像段信息和磁盤區(qū)索引，并將錄像段信息和磁盤區(qū)域索引均寫入索引緩存區(qū)；C、將第一幀音視頻數(shù)據(jù)寫入?yún)^(qū)塊緩沖區(qū)；在區(qū)塊緩沖區(qū)中寫入音視頻數(shù)據(jù)時(shí)，將音視頻數(shù)據(jù)組裝成若干個(gè)數(shù)據(jù)塊，每個(gè)數(shù)據(jù)塊中包含若干數(shù)據(jù)包；d、當(dāng)區(qū)塊緩沖區(qū)空間不足時(shí)，將區(qū)塊緩沖區(qū)中的音視頻數(shù)據(jù)寫入對應(yīng)的數(shù)據(jù)區(qū)塊中，然后申請一個(gè)新的數(shù)據(jù)區(qū)塊，同時(shí)，更新索引緩存區(qū)中錄像段信息對應(yīng)的磁盤區(qū)域索引中數(shù)據(jù)區(qū)塊的數(shù)量；區(qū)塊緩沖區(qū)空間不足包括區(qū)塊緩沖區(qū)已滿或者區(qū)塊緩沖區(qū)沒有足夠空間保存一個(gè)完整的數(shù)據(jù)包；e、每隔固定時(shí)間段，將索引緩存區(qū)中的錄像段信息和磁盤區(qū)域索引寫入索引區(qū)；固定時(shí)間段的時(shí)長可以依據(jù)需要進(jìn)行設(shè)定，一般可選擇固定時(shí)間段的時(shí)長為5 lOmin。f、最后一幀音視頻數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)區(qū)塊后，更新錄像段結(jié)束時(shí)間，將索引緩存區(qū)中的錄像段信息和磁盤區(qū)域索引寫入索引區(qū)；寫入第一幀音視頻數(shù)據(jù)前，生成錄像段的開始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間，將最后一幀音視頻數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)區(qū)塊后，記錄錄像段的結(jié)束時(shí)間，并將之前生成的結(jié)束時(shí)間，更新為該結(jié)束時(shí)間；g、需要回收磁盤空間時(shí)，將寫入時(shí)間最早的錄像段信息對應(yīng)的磁盤區(qū)域索引中數(shù)據(jù)區(qū)塊的開始位置指向位于其后的數(shù)據(jù)區(qū)塊，同時(shí)減小磁盤區(qū)域索引中數(shù)據(jù)區(qū)塊的數(shù)量；一個(gè)磁盤區(qū)域索引對應(yīng)若干連續(xù)的數(shù)據(jù)區(qū)塊，存儲音視頻數(shù)據(jù)時(shí)，依據(jù)音視頻數(shù)據(jù)的存儲時(shí)間依次在連續(xù)的數(shù)據(jù)區(qū)塊中存儲音視頻數(shù)據(jù)，需要回收磁盤空間時(shí)，首先將磁盤區(qū)域索引中數(shù)據(jù)區(qū)塊的開始位置指向位于其后的數(shù)據(jù)區(qū)塊，例如，磁盤區(qū)域索引中開始的數(shù)據(jù)區(qū)塊的序號為5，則位于其后的數(shù)據(jù)區(qū)塊的序號為6，經(jīng)磁盤區(qū)域索引的起始數(shù)據(jù)區(qū)塊位置由5變?yōu)?。h、當(dāng)磁盤區(qū)域索引中數(shù)據(jù)區(qū)塊的數(shù)量為O時(shí)，刪除索引區(qū)中的錄像段信息和磁盤區(qū)域索引。所述索引區(qū)中還存放有錄像段信息的數(shù)量以及錄像段信息的有效位置、磁盤區(qū)域索引的數(shù)量以及磁盤區(qū)域索引的有效位置、數(shù)據(jù)區(qū)塊的大小等信息。需要讀取音視頻數(shù)據(jù)時(shí)，首先查找讀取滿足條件的索引區(qū)中的錄像段信息，然后依據(jù)該錄像段信息輸出相應(yīng)的音視頻數(shù)據(jù)。本發(fā)明對磁盤空間使用簡單的一級索引，磁盤區(qū)域索引直接索引若干連續(xù)的數(shù)據(jù)區(qū)塊，索引層次簡單，索引操作為均原子操作，空間回收簡單，無空間碎片，在異常斷電時(shí)不會造成已保存數(shù)據(jù)丟失。
本發(fā)明在存儲音視頻數(shù)據(jù)時(shí)，只在錄像結(jié)束或連續(xù)寫入一定數(shù)量的數(shù)據(jù)區(qū)塊后，才需要更新索引，而且將數(shù)據(jù)區(qū)塊寫入磁盤空間中連續(xù)的位置，具有良好的局部性，同時(shí)，數(shù)據(jù)讀取效率高，磁盤使用壽命長，同時(shí)具有很高的可靠性、穩(wěn)定性和高性能。


圖1為本發(fā)明一種音視頻數(shù)據(jù)的索引建立方法的流程圖；圖2為本發(fā)明建立的音視頻數(shù)據(jù)索引的層次結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明一種音視頻數(shù)據(jù)的索引建立方法做詳細(xì)描述。如圖1所示，一種音視頻數(shù)據(jù)的索引建立方法，包括以下步驟:預(yù)先將磁盤空間劃分為索引區(qū)和數(shù)據(jù)區(qū)，索引區(qū)用于存放錄像段信息和磁盤區(qū)域索引，數(shù)據(jù)區(qū)分為若干個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)塊，并為每個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)塊分配序號；如圖2所示，一個(gè)錄像段信息對應(yīng)一個(gè)磁盤區(qū)域索弓丨，一個(gè)磁盤區(qū)域索引對應(yīng)一系列連續(xù)的數(shù)據(jù)區(qū)塊。索引的建立過程包括以下步驟:a、寫入第一幀音視頻數(shù)據(jù)前，生成錄像段信息，同時(shí)分配磁盤區(qū)域索引，該磁盤區(qū)域索引指向第一個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)塊；錄像段信息包括錄像段的開始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間，寫入第一幀音視頻數(shù)據(jù)之前，首先生成錄像段信息中的開始時(shí)間；磁盤區(qū)域索引指向第一個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)塊之后，其余的數(shù)據(jù)區(qū)塊即可依次確定位置；b、關(guān)聯(lián)步驟a中的錄像段信息和磁盤區(qū)索引，并將錄像段信息和磁盤區(qū)域索引均寫入索引緩存區(qū)；C、將第一幀音視頻數(shù)據(jù)寫入?yún)^(qū)塊緩沖區(qū)；在區(qū)塊緩沖區(qū)中寫入音視頻數(shù)據(jù)時(shí)，將音視頻數(shù)據(jù)組裝成若干個(gè)數(shù)據(jù)塊，每個(gè)數(shù)據(jù)塊中包含若干數(shù)據(jù)包；d、當(dāng)區(qū)塊緩沖區(qū)空間不足時(shí)，將區(qū)塊緩沖區(qū)中的音視頻數(shù)據(jù)寫入對應(yīng)的數(shù)據(jù)區(qū)塊中，然后申請一個(gè)新的數(shù)據(jù)區(qū)塊，同時(shí)，更新索引緩存區(qū)中錄像段信息對應(yīng)的磁盤區(qū)域索引中數(shù)據(jù)區(qū)塊的數(shù)量；區(qū)塊緩沖區(qū)空間不足包括區(qū)塊緩沖區(qū)已滿或者區(qū)塊緩沖區(qū)沒有足夠空間保存一個(gè)完整的數(shù)據(jù)包；e、每隔固定時(shí)間段，將索引緩存區(qū)中的錄像段信息和磁盤區(qū)域索引寫入索引區(qū)；固定時(shí)間段的時(shí)長可以依據(jù)需要進(jìn)行設(shè)定，一般可選擇固定時(shí)間段的時(shí)長為5 lOmin。固定時(shí)間段越短，則出現(xiàn)故障時(shí)，丟失的數(shù)據(jù)量越少，優(yōu)選地，所述固定時(shí)間段的時(shí)長為5min。f、最后一幀音視頻數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)區(qū)塊后，更新錄像段結(jié)束時(shí)間，將索引緩存區(qū)中的錄像段信息和磁盤區(qū)域索引寫入索引區(qū)；g、需要回收磁盤空間時(shí)，將寫入時(shí)間最早的錄像段信息對應(yīng)的磁盤區(qū)域索引中數(shù)據(jù)區(qū)塊的開始位置指向位于其后的數(shù)據(jù)區(qū)塊，同時(shí)減小磁盤區(qū)域索引中數(shù)據(jù)區(qū)塊的數(shù)量；h、當(dāng)磁盤區(qū)域索引中數(shù)據(jù)區(qū)塊的數(shù)量為O時(shí)，刪除索引區(qū)中的錄像段信息和磁盤區(qū)域索引。索引區(qū)中還存放有錄像段信息的數(shù)量以及錄像段信息的有效位置、磁盤區(qū)域索引的數(shù)量以及磁盤區(qū)域索引的有效位置、數(shù)據(jù)區(qū)塊的大小等信息。
需要讀取音視頻數(shù)據(jù)時(shí)，首先查找讀取滿足條件的索引區(qū)中的錄像段信息，然后依據(jù)該錄像段信息輸出相應(yīng)的音視頻數(shù)據(jù)。
權(quán)利要求
1.一種音視頻數(shù)據(jù)的索引建立方法，其特征在于，包括以下步驟:預(yù)先將磁盤空間劃分為索引區(qū)和數(shù)據(jù)區(qū)，所述索引區(qū)用于存放錄像段信息和磁盤區(qū)域索引，所述數(shù)據(jù)區(qū)分為若干個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)塊，并為每個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)塊分配序號；索引的建立過程包括以下步驟: a、寫入第一幀音視頻數(shù)據(jù)前，生成錄像段信息，同時(shí)分配磁盤區(qū)域索引，該磁盤區(qū)域索引指向第一個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)塊； b、關(guān)聯(lián)步驟a中的錄像段信息和磁盤區(qū)索引，并將錄像段信息和磁盤區(qū)域索引均寫入索引緩存區(qū)； C、將第一幀音視頻數(shù)據(jù)寫入?yún)^(qū)塊緩沖區(qū)； d、當(dāng)區(qū)塊緩沖區(qū)空間不足時(shí)，將區(qū)塊緩沖區(qū)中的音視頻數(shù)據(jù)寫入對應(yīng)的數(shù)據(jù)區(qū)塊中，然后申請一個(gè)新的數(shù)據(jù)區(qū)塊，同時(shí)，更新索引緩存區(qū)中錄像段信息對應(yīng)的磁盤區(qū)域索引中數(shù)據(jù)區(qū)塊的數(shù)量； e、每隔固定時(shí)間段，將索引緩存區(qū)中的錄像段信息和磁盤區(qū)域索引寫入索引區(qū)； f、最后一幀音視頻數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)區(qū)塊后，更新錄像段結(jié)束時(shí)間，將索引緩存區(qū)中的錄像段信息和磁盤區(qū)域索引寫入索引區(qū)； g、需要回收磁盤空間時(shí)，將寫入時(shí)間最早的錄像段信息對應(yīng)的磁盤區(qū)域索引中數(shù)據(jù)區(qū)塊的開始位置指向位于其后的數(shù)據(jù)區(qū)塊，同時(shí)減小磁盤區(qū)域索引中數(shù)據(jù)區(qū)塊的數(shù)量； h、當(dāng)磁盤區(qū)域索引中數(shù)據(jù)區(qū)塊的數(shù)量為O時(shí)，刪除索引區(qū)中的錄像段信息和磁盤區(qū)域索引。
2.如權(quán)利要求1所述的音視頻數(shù)據(jù)的索引建立方法，其特征在于，在區(qū)塊緩沖區(qū)中寫入音視頻數(shù)據(jù)時(shí)，將音視頻數(shù)據(jù)組裝成若干個(gè)數(shù)據(jù)塊，每個(gè)數(shù)據(jù)塊中包含若干數(shù)據(jù)包。
3.如權(quán)利要求1所述的音視頻數(shù)據(jù)的索引建立方法，其特征在于，所述步驟d中的區(qū)塊緩沖區(qū)空間不足包括區(qū)塊緩沖區(qū)已滿或者區(qū)塊緩沖區(qū)沒有足夠空間保存一個(gè)完整的數(shù)據(jù)包。
4.如權(quán)利要求1所述的音視頻數(shù)據(jù)的索引建立方法，其特征在于，所述固定時(shí)間段的時(shí)長為5 lOmin。
5.如權(quán)利要求4所述的音視頻數(shù)據(jù)的索引建立方法，其特征在于，所述固定時(shí)間段的時(shí)長為5min。
6.如權(quán)利要求1所述的音視頻數(shù)據(jù)的索引建立方法，其特征在于，所述索引區(qū)中還存放有錄像段信息的數(shù)量以及錄像段信息的有效位置。
7.如權(quán)利要求1所述的音視頻數(shù)據(jù)的索引建立方法，其特征在于，所述索引區(qū)中還存放有磁盤區(qū)域索引的數(shù)量。
8.如權(quán)利要求1所述的音視頻數(shù)據(jù)的索引建立方法，其特征在于，所述索引區(qū)中還存放有磁盤區(qū)域索引的有效位置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種音視頻數(shù)據(jù)的索引建立方法，包括以下步驟預(yù)先將磁盤空間劃分為索引區(qū)和數(shù)據(jù)區(qū)，所述索引區(qū)用于存放錄像段信息和磁盤區(qū)域索引，所述數(shù)據(jù)區(qū)分為若干個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)塊，并為每個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)塊分配序號；然后進(jìn)行索引的建立和磁盤空間的回收過程。本發(fā)明具有索引層次簡單、索引操作為原子操作、空間回收簡單和無空間碎片的特點(diǎn)，在異常斷電時(shí)不會造成已保存數(shù)據(jù)丟失，同時(shí)數(shù)據(jù)操作具有很強(qiáng)的局部性，有利于提高數(shù)據(jù)讀取效率，延長磁盤使用壽命，同時(shí)本發(fā)明中的方法有很高的可靠性、穩(wěn)定性和高性能。
文檔編號G06F12/02GK103164528SQ201310106209
公開日2013年6月19日 申請日期2013年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月29日
發(fā)明者趙健軍 申請人:蘇州皓泰視頻技術(shù)有限公司