CN101051501A - 媒体录制方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种媒体录制方法，包括：A.接收媒体录制指令后，进行系统初始化，收集并擦除外部存储器中在逻辑上已经删除而物理上并未删除的数据碎片；B.进行媒体录制初始化，然后录入媒体数据。本发明还公开了一种媒体录制装置，包括：媒体录制系统、主处理系统和外部存储部分；媒体录制系统用于根据主处理系统的控制录制和缓存媒体数据；以及将缓存的媒体数据存储到外部存储部分中；主处理系统用于接收媒体录制指令，根据该指令控制外部存储部分收集并擦除逻辑上已经删除但物理上并未擦除的数据碎片，和控制媒体录制系统录制和缓存媒体数据；外部存储部分用于根据主处理系统的控制收集并擦除数据碎片；以及接收来自媒体录制系统的数据，并存储在经过收集和擦除数据碎片的存储空间中。

Description

媒体录制方法和装置

技术领域

本发明涉及数据存储技术领域，具体涉及一种媒体录制方法和一种媒体录制装置。

背景技术

随着嵌入式系统媒体摄像录音设备及器件的普及，安全数字(SD)卡、闪速存储器(NandFlash)等的广泛应用，手机等嵌入式系统设备都应用了媒体录制的功能，并使用SD卡、NandFlash等外部大容量存储器来作为外部存储器。

由于SD卡、NandFlash等外部存储器在逻辑上删除数据后，在物理上该数据对应的存储碎片并没有被删除，在使用这些存储碎片前需要做擦除处理。所以，在写入数据过程中当外部存储器物理空间写满后，需要做碎片收集和碎片擦除等操作，将在逻辑上已经删除的数据所占用的空间清理出来。这样在媒体文件录制过程中，系统处理器即要控制媒体的录制过程，又要控制碎片收集和碎片擦除处理过程，

录音录像等功能需要实时向外部存储器件中快速并且匀速写入大量媒体数据，要求外部存储器件能够及时处理写入数据操作，而在媒体录制过程中进行碎片收集、碎片擦除处理，这些处理过程具有一定的时延，进行这些处理就造成了媒体录制的中断，影响了用户的使用。且由于系统主处理器在媒体录制过程中即要执行媒体录制的控制，又要进行碎片收集、碎片擦除的控制，使得系统处理器工作量增加，增加了系统的操作复杂性，并且在文件碎片较多的情况下，因为进行碎片收集和处理导致的时延可能达到几秒的时间，对用户使用造成了极为不良的影响。

为满足实时写入数据的要求，现有技术中一般在系统中使用一个很大的RAM缓冲区，如32Mbytes或16Mbytes，则在进行碎片收集、碎片擦除过程中，不能及时存储到外部存储器中的媒体文件数据，可以缓存在RAM缓冲区中，待外部存储器碎片收集和碎片擦除完成后再从缓冲区内将数据写入外部存储器。但由于RAM的价格非常昂贵，采用较大容量的RAM缓冲区，大大增加了系统成本。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种媒体录制方法和一种媒体录制装置，能够减小媒体录制过程中系统操作的复杂性。

本发明提供的一种媒体录制方法包括：

A、接收媒体录制指令后，进行系统初始化，收集并擦除外部存储器中在逻辑上已经删除而物理上并未删除的数据碎片；

B、进行媒体录制初始化，然后录入媒体数据。

进一步地，步骤A中进行系统初始化后可以包括：对文件分配表FAT文件系统进行碎片整理。

进一步地，所述对FAT文件系统进行碎片整理后可以包括：判断文件系统是否符合录制要求，如果是，则执行所述收集并擦除外部存储器中在逻辑上已经删除而物理上并未删除的数据的步骤；否则，提示用户格式化文件系统。

较佳地，所述收集并擦除外部存储器中在逻辑上已经删除而物理上并未删除的数据包括：

根据外部存储器数据块数量建立数组，查询外部存储器中每个数据块的状态，将查询到的数据块的状态顺序以比特为单位记录在所述数组中；

根据所述数组中的位信息和FAT文件系统逻辑地址映射表，查找相应的物理上未删除而逻辑上已删除的数据决，并擦除外部存储器中对应的数据块。

较佳地，所述进行系统初始化包括：进行录入程序初始化、初始化系统外设和FAT文件系统初始化。

较佳地，所述录入媒体数据包括：

创建媒体文件，配置FAT表项参数，然后设置DMA通道，并启动硬件DMA；

DMA通过所述设置的DMA通道读取录制组件录入后缓存的媒体数据，根据所述配置的FAT表项参数将所述媒体数据写入到外部存储器。

较佳地，所述的媒体数据包括：音频数据和图像数据。

本发明提供的一种媒体录制装置包括：媒体录制系统、主处理系统和外部存储部分；

所述媒体录制系统用于根据主处理系统的控制录制和缓存媒体数据；以及用于将所述缓存的媒体数据存储到所述外部存储部分中；

所述主处理系统用于接收媒体录制指令，根据该指令控制外部存储部分收集并擦除逻辑上已经删除但物理上并未擦除的数据碎片，和控制所述媒体录制系统录制和缓存媒体数据；

所述外部存储部分用于根据所述主处理系统的控制收集并擦除所述数据碎片；以及用于接收来自所述媒体录制系统的数据，并存储在自身中经过擦除数据碎片的存储空间中。

较佳地，所述媒体录制系统中包括音频录制部分、图像录制部分和DMA控制器；

所述音频录制部分用于根据所述主处理系统的控制，录制和缓存音频数据；

所述图像录制部分用于根据所述主处理系统的控制，录制和缓存图像数据；

所述DMA控制器用于读取所述缓存的音频数据并直接存储到所述外部存储部分中，和读取所述缓存的图像数据并直接存储到所述外部存储部分中。

较佳地，所述音频录制部分中包括：音频录制组件、音频压缩组件和音频压缩数据存储区；其中，所述音频录制组件用于根据所述主处理系统的控制，录入音频数据并传送给所述音频压缩组件；所述音频压缩组件用于根据所述主处理系统的控制，将来自所述音频录入组件的音频数据进行压缩，并将压缩后的音频数据传送给所述音频压缩数据存储区；所述音频压缩数据存储区用于根据所述主处理系统的控制，缓存来自所述音频压缩组件的数据；

所述图像录制部分中包括：图像录制组件、图像压缩组件和图像压缩数据存储区；其中，所述图像录制组件用于根据所述主处理系统的控制，录入图像数据并传送给所述图像压缩组件；所述图像压缩组件用于根据所述主处理系统的控制，将来自所述图像录入组件的图像数据进行压缩，并将压缩后的图像数据传送给所述图像压缩数据存储区；所述图像压缩数据存储区用于根据所述主处理系统的控制，缓存来自所述图像压缩组件的数据。

与现有技术相比，本发明通过在媒体文件录制前对外部存储器进行碎片收集和碎片擦除，从而在媒体录制过程中无需执行碎片整理和碎片擦除，减小了媒体录制过程中系统操作的复杂性，无需采用很大的RAM就减少了媒体录制过程中出现的时延。

此外，本发明中还通过在媒体文件录制前对文件分配表(FAT)文件系统进行碎片整理，增加了媒体文件录制过程中向外部存储器写入数据的速度，进一步减小了对RAM缓存区空间的需要。

附图说明

图1为使用本发明媒体录制装置组成示意图；

图2为本发明媒体录制方法的总体流程图；

图3为本发明媒体录制方法具体实施例的整体流程图；

图4为本发明媒体录制方法具体实施例中处理媒体录制数据的流程图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。

本发明的主要思想是，在录入媒体数据之前，对外部存储器进行碎片收集处理和擦除，从而在向外部存储器写入媒体数据过程中无需进行碎片收集和碎片擦除，减小了媒体录制过程中系统操作的复杂性，减小了媒体录制过程中的时延，并降低了对RAM缓存区的需求。

如图1所示，为本发明媒体录制装置组成示意图，该装置中包括：媒体录制系统、主处理系统和外部存储部分。其中，媒体录制系统用于根据主处理系统的控制录制和缓存媒体数据；以及将所述缓存的媒体数据发送到所述外部存储部分中。主处理系统用于接收媒体录制指令，根据该指令控制外部存储部分收集并擦除逻辑上已经删除但物理上并未擦除的数据碎片，和控制所述媒体录制系统录制和缓存媒体数据。外部存储部分用于根据所述主处理系统的控制收集并擦除所述数据碎片；以及接收来自所述媒体录制系统的数据，并存储在经过所述收集和擦除数据碎片的存储空间中。

上述媒体录制系统中包括图像录制部分和/或音频录制部分、直接存储存取方式(DMA)控制器、FAT文件系统逻辑地址映射表和FAT文件系统配置参数表。

图像录制部分用于根据所述主处理系统的控制，录制和缓存图像数据。其中包括：

图像录制组件，用于图像的摄入，将图像转换为数字数据，以便于存储；包括图像传感器、传感器接口等；

图像压缩组件，用于对图像录制组件转换的数字数据进行压缩，以减小图像数据需要的存储空间大小；

图像压缩数据缓存区，为RAM缓存区，用于暂存图像压缩组件进行压缩后的图像数据。根据图像质量高低和像素多少，现有系统中的图像数据缓冲区大小从2M字节到32M字节不等。而在本系统中该缓存区大小为现有系统中相应缓冲区大小的1/128～1/8，即能满足图像录制的需要，并且不会导致图像录制过程中的时延。例如，现有技术中高质量图像系统中该缓存区的大小为32M，而在录制过程中达到相同的效果，在本发明中该缓存区大小只需要256K。

音频录制部分用于根据所述主处理系统的控制，录制和缓存音频数据，其中包括：

音频录制组件，用于声音的录制，将外部模拟声音数据转换为数字数据，以便于存储；包括麦克风、A/D模拟数字转换器等；

音频压缩组件，用于对音频录制组件转换的音频数据进行压缩，以减少音频数据需要的存储空间大小；

音频压缩数据缓存区，为RAM缓存区，用于暂时音频压缩组件进行压缩后的音频数据。该缓存区大小为现有的1/8～1/2即能满足音频录制的需要，并且不会导致音频录制过程中的时延。例如，现有技术中该缓存区的大小为128K字节到1M字节不等，而在录制过程中达到相同的效果，在本发明中该缓存区大小只需要64K。

DMA控制器，用于根据FAT文件系统逻辑地址映射表及FAT文件系统配置参数确定录制的图像和/或音频数据在外部存储器的物理地址，进而将数据从图像数据缓存区和/或音频数据缓冲区直接写入到外部存储器的相应存储空间。

FAT文件系统逻辑地址映射表用于进行逻辑地址和物理地址的转换。

FAT文件系统配置参数表用于在其中配置媒体文件的起始簇号和结束簇号。

主处理系统中包括系统主处理器、显示组件、键盘输入组件、RAM、ROM等。其中，显示组件、键盘输入组件、RAM、ROM等所执行的功能与现有技术基本相同，即显示组件用于人机交互系统的信息输出显示，键盘输入组件用于人机交互系统的输入设备控制，RAM用于存储系统主处理器执行指令时的数据，ROM用于存储系统主处理器的执行程序。

而系统主处理器，除用于执行系统指令，控制系统外设协调工作以及控制图像的摄入、音频的录制等，在本发明中还涉及到，在创建媒体文件前控制外部存储器控制器进行外部存储器碎片收集和碎片擦除，并可以进一步在创建媒体文件前进行FAT文件系统碎片整理。

外部存储部分包括外部存储器控制器和外部存储器。外部存储器控制器在系统主处理器的控制下，对外部存储器进行碎片收集和碎片擦除；并将接收的来自DMA的数据直接写入到外部存储器对应的位置中。

图2示出了本发明媒体录制方法的总体流程，该方法在用户通过按键或其他输入形式发出进行图像或音频的录入的媒体录制指令后，包括如下步骤：

步骤201、系统接收媒体录制指令，并进行系统初始化，收集并擦除外部存储器中在逻辑上已经删除而物理上并未删除的数据碎片。系统初始化具体包括录入程序初始化、初始化系统外设、FAT文件系统初始化。

步骤202、进行媒体录制初始化，然后录入媒体数据。

通过上述流程，在录入媒体数据前，对外部存储器进行了碎片擦除，从而在向外部存储器写入媒体数据过程中无需进行碎片收集和碎片擦除，减小了媒体录制过程中系统操作的复杂性，减小了媒体录制过程中的时延，并降低了对RAM缓存区的需求。此外，本发明提供的媒体录制方法中还可以进一步在录入媒体数据前，对FAT文件系统进行碎片整理，从而使得FAT文件系统的空白部分比较集中，从而在进行媒体数据录制时，可以更加快速地向外部文件系统中写入媒体数据。

以下通过具体实施例说明上述媒体录制方法。

本发明方法具体实施例的流程如图3和图4所示，其中，图3为包括媒体录入前进行的初始化处理的整体流程图，图4为处理媒体录制数据的流程图。

在图3的步骤301中，进行录入程序初始化，在步骤302，再初始化系统外设，然后在步骤303，对FAT文件系统进行初始化。进行录制程序初始化主要包括录制程序数据结构变量初始化和系统RAM缓冲区清0初始化；初始化系统外设主要包括复位外部存储器控制器及外部存储器，复位DMA控制器，复位图像录制及压缩组件，复位音频录制及压缩组件；对FAT文件系统进行初始化是指挂载FAT文件系统，初始化FAT文件系统数据结构变量。

在步骤304，对FAT文件系统进行碎片整理。本步骤中，主要是在FAT表和外部存储器中，将同一文件过于分散的碎片集中到一起。

文件在外部存储器上的最小存储单位是簇，在FAT文件系统目录区中每个文件的目录项中记录存储该文件起始簇的地址和文件大小，同时，移动设备在外部存储器上维护一个FAT，该FAT中记录了每个文件所占用的簇的索引信息。例如：若文件1存储在簇10、12、13、20中，则FAT文件系统配置参数表中记录了该文件1的起始簇为簇10，同时在FAT中簇10对应位置中记录的是下一个簇，即簇12的信息，而簇12对应位置中记录的是簇13的信息，簇13对应位置中记录的是簇20的信息，簇20对应位置中记录的则为0xFFFF或0xFFFFFFFF，表示簇20为该文件的最后一个簇。这样，就可根据FAT得知文件存储在哪些簇中，然后从外部存储器上的对应簇中读取该文件的所有数据。

当一个文件所存储的簇过于分散，例如某文件存储在簇10、20、50、60中，而在簇10和簇20之间的簇又都没有存储文件，则本步骤中将簇20、簇50和簇60的数据转移到簇10、11、12和13中，这样由于文件连续存储，则查文件的各个簇的位置就可以直接连续在FAT中读取，无需FAT中跳过大量的记录来查找下一个簇的位置，从而就大大降低了读取文件的速度。类似地，对于存储的多个或所有文件进行类似整理后，外部存储器中空白区域会变得比较集中，则向这些空白区域写入文件的速度也会大大增加。

在步骤305，判断经过碎片整理的文件系统是否符合媒体录制的要求，如果是则执行步骤306；否则，执行步骤310，提示用户格式化文件系统，然后结束本流程。

本步骤中，判断文件系统是否符合媒体录制的要求，主要是指判断文件系统的剩余空白空间是否足够写入录入的媒体文件。

步骤306、外部存储器碎片收集。本步骤中，系统主处理器通过外部存储器控制器对外部存储器中在逻辑上已经删除，而物理上还未删除的数据碎片进行收集，具体包括：根据外部存储器容量建立一个数组，用于以比特为单位记录存储器中数据块的状态；通过外部存储器控制器查询外部存储器每一个数据块的状态，如果这个数据块状态为已经删除，则将数组中对应位置1，否则写入0。

步骤307、进行外部存储器预擦除。本步骤中，系统主处理器通过外部存储控制器对步骤306中收集到的数据碎片进行擦除处理，具体包括：根据步骤306中的数组中的位信息和FAT文件系统逻辑地址映射表，查找相应的物理上未删除而逻辑上已删除的数据块，并向外部存储器发送擦除此数据块的命令，外部存储器根据该命令擦除对应的数据块。

步骤308、媒体录制初始化。本步骤中主要包括：启动图像录制组件和音频录制组件，使能图像压缩组件和音频压缩组件。

步骤309、录入媒体数据，然后结束该流程。本步骤的具体处理过程见图4。

图4示出了录入媒体数据的过程，具体包括如下步骤：

步骤401、创建媒体文件。本步骤主要包括：在FAT文件系统目录区写入一个新的媒体文件目录项，在FAT文件分配表中找到一个未分配的簇作为此媒体文件的第一个簇，并将此簇号写入媒体文件的目录项中。由于在步骤304中进行了FAT文件系统的碎片整理，所以只要找到了FAT文件分配表中第一个未分配的簇，接下来的都是空间未被分配的簇，都是连续的空间。

步骤402、配置FAT表项参数，包括在FAT文件系统配置参数表中配置所创建文件的起始簇项和结束簇项。本步骤中主要包括：收集FAT表的空白空间，由于FAT表的空白空间是对应着外部存储器中的物理空白空间的，所以本步骤中根据FAT表的空白空间和录制的媒体文件预先设定的大小，就可以确定起始簇项和结束簇项，并将确定的簇项记录在FAT文件系统配置参数表中。

步骤403、设置VIDEO/AUDIO DMA通道，本步骤中，如果当前所要录制的媒体文件是视频文件，则设置通道为VIDEO DMA通道，如果当前所要录制的媒体文件是音频文件，则设置通道为AUDIO DMA通道。

步骤404、启动硬件DMA，本步骤启动硬件DMA后可以通过DMA向外部存储器中写入录制的媒体数据了。

步骤405、系统空闲(IDLE)，通过录制组件和压缩组件处理的视频或音频数据，写入到对应的压缩数据存储区，DMA控制器通过设置的DMA通道读取压缩数据存储区中的数据，根据FAT文件系统配置参数表确定外部存储器中可以写入该文件数据的簇，并通过外部存储器控制器写入到外部存储器中对应的簇中。

本步骤中，由于通过DMA直接向外部存储器写入数据，因此无需系统主处理器参与，进一步减小了系统主处理器的工作量。

步骤406，判断是否收到结束指令或者是否存储器已满，如果是则执行步骤407；否则返回步骤405。

步骤407、关闭硬件DMA。本步骤中，关闭硬件DMA后，就无法再向外部存储器中写入录制的媒体数据了。

步骤408、关闭媒体文件。本步骤包括根据数据录入的大小，将文件数据的字节数值写入媒体文件的目录项中，更新媒体文件的FAT表项，并复位FAT文件系统数据结构变量，关闭文件句柄。

以上所述仅为本发明的过程及方法实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1、一种媒体录制方法，其特征在于，该方法包括：

A、接收媒体录制指令后，进行系统初始化，收集并擦除外部存储器中在逻辑上已经删除而物理上并未删除的数据碎片；

B、进行媒体录制初始化，然后录入媒体数据。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A中进行系统初始化后进一步包括：对文件分配表FAT文件系统进行碎片整理。

3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对FAT文件系统进行碎片整理后进一步包括：判断文件系统是否符合录制要求，如果是，则执行所述收集并擦除外部存储器中在逻辑上已经删除而物理上并未删除的数据的步骤；否则，提示用户格式化文件系统。

4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述收集并擦除外部存储器中在逻辑上已经删除而物理上并未删除的数据包括：

根据外部存储器数据块数量建立数组，查询外部存储器中每个数据块的状态，将查询到的数据块的状态顺序以比特为单位记录在所述数组中；

根据所述数组中的位信息和FAT文件系统逻辑地址映射表，查找相应的物理上未删除而逻辑上已删除的数据块，并擦除外部存储器中对应的数据块。

5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述进行系统初始化包括：进行录入程序初始化、初始化系统外设和FAT文件系统初始化。

6、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述录入媒体数据包括：

创建媒体文件，配置FAT表项参数，然后设置DMA通道，并启动硬件DMA；

DMA通过所述设置的DMA通道读取录制组件录入后缓存的媒体数据，根据所述配置的FAT表项参数将所述媒体数据写入到外部存储器。

7、根据权利要求1至6中任一所述的方法，其特征在于，所述的媒体数据包括：音频数据和图像数据。

8、一种媒体录制装置，其特征在于，该媒体录制装置包括：媒体录制系统、主处理系统和外部存储部分；

所述媒体录制系统用于根据主处理系统的控制录制和缓存媒体数据；以及用于将所述缓存的媒体数据存储到所述外部存储部分中；

所述主处理系统用于接收媒体录制指令，根据该指令控制外部存储部分收集并擦除逻辑上已经删除但物理上并未擦除的数据碎片，和控制所述媒体录制系统录制和缓存媒体数据；

所述外部存储部分用于根据所述主处理系统的控制收集并擦除所述数据碎片；以及用于接收来自所述媒体录制系统的数据，并存储在自身中经过擦除数据碎片的存储空间中。

9、根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述媒体录制系统中包括音频录制部分、图像录制部分和DMA控制器；

所述音频录制部分用于根据所述主处理系统的控制，录制和缓存音频数据；

所述图像录制部分用于根据所述主处理系统的控制，录制和缓存图像数据；

所述DMA控制器用于读取所述缓存的音频数据并直接存储到所述外部存储部分中，和读取所述缓存的图像数据并直接存储到所述外部存储部分中。

10、根据权利要求9所述的装置，其特征在于，

所述音频录制部分中包括：音频录制组件、音频压缩组件和音频压缩数据存储区；其中，所述音频录制组件用于根据所述主处理系统的控制，录入音频数据并传送给所述音频压缩组件；所述音频压缩组件用于根据所述主处理系统的控制，将来自所述音频录入组件的音频数据进行压缩，并将压缩后的音频数据传送给所述音频压缩数据存储区；所述音频压缩数据存储区用于根据所述主处理系统的控制，缓存来自所述音频压缩组件的数据；

所述图像录制部分中包括：图像录制组件、图像压缩组件和图像压缩数据存储区；其中，所述图像录制组件用于根据所述主处理系统的控制，录入图像数据并传送给所述图像压缩组件；所述图像压缩组件用于根据所述主处理系统的控制，将来自所述图像录入组件的图像数据进行压缩，并将压缩后的图像数据传送给所述图像压缩数据存储区；所述图像压缩数据存储区用于根据所述主处理系统的控制，缓存来自所述图像压缩组件的数据。

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