CN102157175A - 一种音视频数据的数字化转储方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种音视频数据的数字化转储方法及系统；所述方法包括：接收模拟信号源设备输出的模拟信号，转换成数字信号；将数字信号写入所述采集工作站的缓存中；每当一块缓存写满后，将该缓存中的数字信号转码成流媒体格式的缓存片段；依序读取缓存的数字信号，通过存储介质读写设备写入到存储介质中。本发明能方便、快捷、高效地转储历史音视频资料，并安全、高效地存储、管理这些历史音视频资料。

Description

一种音视频数据的数字化转储方法及系统

技术领域

本发明涉及多媒体领域，尤其涉及一种音视频数据的数字化转储方法及系统。

背景技术

随着科技的不断进步和社会的发展，电视台、媒体制作等传媒体机构历经几十年的风雨和潜心经营，制作和积累的大量而珍贵的音视频内容。这些内容很大一部分存储在模拟磁带，由于老化、消磁等方面的原因，对宝贵内容的保护和利用带来不可挽回的后果和损失。

目前应用在内容管理领域的传统的历史资料数字化转储方法主要通过以下步骤来实现：

(1)将磁带录像机(VTR)连接到含视频采集卡的采集服务器或工作站，通过磁带录像机将历史磁带输出为音视频模拟信号。

(2)视频采集卡将模拟信号转换成数字信号，并以音视频文件方式存储在采集服务器或者工作站中。

(3)将音视频文件从采集服务器或工作站传输到内容管理系统的在线存储服务器中。

(4)然后通过磁带库、光盘库等设备将在线存储服务器中的音视频文件写入到数字磁带或者光盘等存储介质中。最后将存储介质从磁带库中取出放在离线的带架中进行归档管理。

上述的历史资料数字化抢救方法需要采购存储盘阵、昂贵的磁带库，会占用大量的存储空间和网络带宽，处理效率也比较低，系统的管理和维护难度大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何方便、快捷、高效地转储历史音视频资料，并安全、高效地存储、管理这些历史音视频资料。

为了解决上述问题，本发明提供了一种音视频数据的数字化转储方法，包括：

接收模拟信号源设备输出的模拟信号，转换成数字信号；将数字信号写入所述采集工作站的缓存中；

每当一块缓存写满后，将该缓存中的数字信号转码成流媒体格式的缓存片段；

依序读取缓存的数字信号，通过存储介质读写设备写入到存储介质中。

进一步地，所述依序读取缓存的数字信号的步骤包括：

按照写入时的顺序，依次读取写满的缓存中的数字信号；

每读取一个缓存中的数字信号后，判断已读取的数字信号的大小是否达到所述存储介质读写设备一次写入的数据量大小；如果是，则进行所述通过存储介质读写设备写入到存储介质中的步骤；否则继续读取。

进一步地，所述的方法还包括：

将所述缓存片段发送给流媒体服务器；

所述流媒体服务器将所述缓存片段拼装成流媒体文件。

进一步地，所述的方法还包括：

将所述存储介质放置到带架中，进行归档存储；

将模拟信号的内容描述信息、该模拟信号转换后所存放在的存储介质标识、该存储介质所在带架的编号信息保存到数据库服务器中。

进一步地，所述缓存分布在不同的物理硬盘上；

将数字信号写入所述采集工作站的缓存中的步骤后还包括：

更新索引文件；所述索引文件用于记录各时间段的数字信号所在的缓存，及各缓存所在的硬盘及具体起始存储地址。

本发明还提供了一种音视频数据的数字化转储系统，包括：

模拟信号源设备、采集工作站；

所述采集工作站包括：缓存、存储介质读写设备；

视频采集卡，接收模拟信号源设备输出的模拟信号，转换成数字信号；将数字信号写入所述缓存中；

音视频编解码模块，用于每当一块缓存写满后，将该缓存中的数字信号转码成流媒体格式的缓存片段；

音视频转储模块，用于依序读取缓存的数字信号，通过存储介质读写设备写入到存储介质中。

进一步地，所述音视频转储模块依序读取缓存的数字信号是指：

所述音视频转储模块按照写入时的顺序，依次读取写满的缓存中的数字信号；每读取一个缓存中的数字信号后，判断已读取的数字信号的大小是否达到所述存储介质读写设备一次写入的数据量大小；如果是，则进行所述通过存储介质读写设备写入到存储介质中的步骤；否则继续读取。

进一步地，所述的系统还包括：

流媒体服务器；

所述采集工作站还包括：

传输模块，用于将所述缓存片段发送给所述流媒体服务器；

所述流媒体服务器用于将所述缓存片段拼装成流媒体文件。

进一步地，所述的系统还包括：

离线带架，用于放置所述存储介质；

内容管理服务器，用于将所述模拟信号的内容描述信息、该模拟信号转换后所存放在的存储介质标识、该存储介质所在带架的编号信息保存到数据库中。

进一步地，所述缓存分布在不同的物理硬盘上；

所述视频采集卡还用于在将数字信号写入缓存中后更新索引文件；所述索引文件用于记录各时间段的数字信号所在的缓存，及各缓存所在的硬盘及具体起始存储地址。

本发明的技术方案由于在采集的同时直接在工作站上完成生成流媒体，写入到存储介质等处理，不需要占用网络带宽和额外的存储空间，成本低廉，提高了安全性；由于在采集的同时直接生成流媒体，不需要将文件通过网络传输到后台转码服务器，大大缩短了生成流媒体的时间，采集结束时，即可对外发布该素材，实现实时发布，为终端用户提供实时的素材浏览服务；由于在采集工作站上安装单磁带机等存储介质读写设备，在采集的同时完成素材归档到离线存储介质的操作，避免了将文件通过网络传输到磁带库等大型归档设备，不占用网络带宽，以低成本的方式完成素材归档的业务。采用本发明的技术方案，如果模拟信号源设备输出的是历史资料，则在素材采集结束时，即完成了对历史资料的数字化抢救，也即实时归档，耗时为传统方式的1/3。

附图说明

图1是实施例一的音视频数据的数字化转储方法例子的流程示意图；

图2是实施例一的音视频数据的数字化转储系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本发明的技术方案进行更详细的说明。

需要说明的是，如果不冲突，本发明实施例以及实施例中的各个特征可以相互结合，均在本发明的保护范围之内。另外，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

实施例一，一种音视频数据的数字化转储方法，包括：

接收模拟信号源设备输出的模拟信号，转换成数字信号；将数字信号写入所述采集工作站的缓存中；

每当一块缓存写满后，将该缓存中的数字信号转码成流媒体格式的缓存片段；

依序读取缓存的数字信号，通过存储介质读写设备写入到存储介质中。

本实施例中，转码和写入存储介质的步骤可以并行。

本实施例中，采集工作站中有多块缓存，写满一块后写入另一块；可按照时间长度设置缓存大小，比如将每一块缓存的大小设置为可以存放N分钟的数字信号；可将每块缓存中的数字信号称为一个音视频文件块。

本实施例在采集的同时转码成流媒体格式的缓存(Buffer)片段，最后在技术上做合并和文件封口，而不是像传统方式在采集完成后才将整个文件转码成流媒体，这样缩短了单独转码成流媒体的时间，时效性上达到了实时。

传统技术采集时不会生成流媒体，而是直接将模拟信号转换成数字信号后以二进制文件块存储，采集完成后合并成一个完整的高质量音视频文件，然后再通过转码服务器来进行转码；本实施例在文件合并前就已经完成格式转换的操作，所以在转流媒体的环节和写到物理介质的环节上就避免了多次格式的转换处理，大大提高了效率。相较于本实施例的做法，传统技术先采集再转码成流媒体需要花费2倍时间(如果流媒体生成效率是1∶1)。

本实施例中，所述模拟信号源设备可以是播放拍摄、编辑的素材，包括但不限于为传媒机构中的历史资料素材；所述模拟信号可以但不限于包括电视节目播出的卫星信号、磁带录像机输出的音视频模拟信号、光盘播放器输出的音视频模拟信号等。

本实施例中，由于存储介质读写设备的写入速度一般比采集快，所以所述依序读取缓存的数字信号的步骤具体可以包括：

按照写入时的顺序，依次读取写满的缓存中的数字信号；

每读取一个缓存中的数字信号后，判断已读取的数字信号的大小是否达到所述存储介质读写设备一次写入的数据量大小；如果是，则进行所述通过存储介质读写设备写入到存储介质中的步骤；否则继续读取。

可以但不限于采用单独的线程根据Buffer片段的大小来判断是否够存储介质读写设备一次写入，如果不够，继续等待，直到可以够存储介质读写设备一次写入的Buffer片段后再执行写入操作。

本实施例将存储介质读写设备集成在所述采集工作站中，并且通过Buffer片段的方式写入磁带或者XDCAM Disc等存储介质中。而传统技术在将采集的高质量文件写到磁带上，必须通过磁带库的读写磁头才能将文件写入磁带中，而无法通过采集工作站直接将文件写入磁带；即使绕过内容管理服务器而直接从采集工作站通过磁带库(或光盘库)将文件写到磁带上也存在很多问题和难点，比如：磁带库(或光盘库)与采集工作站的带宽和网络稳定性无法保证，导致磁带(或光盘)上的文件存在问题；磁带库(或光盘库)一般是通过光纤网连接到高可靠性的盘阵，直接通过以太网连接到工作站，对磁带库(或光盘库)的要求很高，而且市场上很难找到这类产品。如果将工作站通过光纤网直接连入磁带库(或光盘库)，在建设成本和解决方案上是不可行的。而本实施例由于写入存储介质的是流媒体格式的Buffer片段，因此可以不采用磁带库或光盘库等专用设备，而是使用普通的存储介质读写设备即可，比如使用单磁带机写入磁带。

本实施例的一种实施方式中，通过采用市场上最新的LTO5磁带技术以及可集成在工作站的单磁带机、XDCAM专业蓝光盘刻录机等专业设备，通过mini-SAS卡将工作站主板与单磁带机连接，从而达到可靠的高速数据传输；实际应用时，采用普通刻录机等也可以实现。

本实施例还可以包括：

将所述缓存片段发送给流媒体服务器；

所述流媒体服务器将所述缓存片段拼装成流媒体文件。

可以依序发送缓存片段；这里的依序是指按照所述模拟信号播放时的时间顺序；由于采集时是按照模拟信号播放顺序进行的，所以可以按照采集时的顺序转码，并依次记录各缓存片段的保存位置，也可以采用其它方式记录该顺序，以保证可以依序发送；这样发给流媒体服务器的缓存片段的顺序，和所述模拟信号播放顺序是一致的。

也可以给所述缓存片段打上时间戳，然后由流媒体服务器在拼装时进行排序，发送时可以按照任意顺序。

传统技术是通过转码服务器将高质量存储服务器上的高质量音视频文件转码成音视频流媒体文件，然后写入流媒体服务器的存储上。而本实施例将流媒体文件传输到流媒体服务器时，是读取流媒体格式的Buffer片段，直接将Buffer片段传输到流媒体服务器上，传输结束时在流媒体服务器端进行Buffer片段的合并，生成一个完整的流媒体文件。

本实施例中，采集时为了保证采集文件的可靠性，所述采集工作站中至少包括两块物理硬盘；所述缓存分布在不同的物理硬盘上；

将数字信号写入所述采集工作站的缓存中的步骤后还包括：

更新索引文件；所述索引文件用于记录各时间段的数字信号所在的缓存，及各缓存所在的硬盘及具体起始存储地址。

在发送或读取数字信号时就可以依照该索引文件找到相应缓存。

这样一个素材是以一系列位于不同硬盘上的离散的经过格式编码的二进制数据片段存在的，读取时是从不同硬盘上读取，可以达到高可靠性和高性能。本实施例中，文件读取时是将采集在两块不同的物理硬盘上的离散的经过格式编码的二进制数据片段以准确的顺序及编码格式读取，并写入磁带中，合并成一个新的文件。

本实施例还可以包括：

将所述存储介质放置到带架中，进行归档存储。

本实施例还可以包括：

将模拟信号的内容描述信息、该模拟信号转码后的流媒体文件所在存储位置、该模拟信号所存放在的存储介质标识、该存储介质所在带架的编号等信息保存到数据库服务器中，这样可以供用户进行素材检索和调用。

本实施例中，所述视频采集卡，包括支持以下接口中的任一种或任几种的各型号采集卡：1394、PCI、USB、S-Video、VGA等。

本实施例中，所述音视频流媒体文件包括以下任一种或任几种常用的流媒体格式：asf、rm、ra、rp、rt、swf、mov、viv、wmv、ismv等。

本实施例中，所述介质读写设备，包括以下任一种或任几种：单磁带机、蓝光刻录机、XDCAM Deck、PDW-U1、光盘刻录机等。

本实施例中，所述存储介质，包括以下任一种或任几种：LTO数字磁带(LTO3，LTO4，LTO5)，专业蓝光盘，普通光盘(Blu-ray，DVD，CD等)

本实施例中，所述带架包括以下任一种或任几种：磁带/光盘柜、密集磁带架、琴键式磁带架、叶轮式磁带架、移动式磁带架等。

本实施例针对传媒机构中的海量历史资料需要数字化抢救，并需要对历史资料进行归档管理以及再利用等需求，实现了一种低成本、高效率、易维护的实时归档视频数字化转储方法和系统，很大程度上提高了历史资料抢救速度，提高了素材归档、管理效率，大幅减少存储空间及网络带宽的占用，大大降低了系统成本。传统的采集-归档-离线的流程，中间需要经过众多环节和业务处理，不进行需要消耗巨大的网络带宽，影响系统性能，还需要额外的人力资源进行流程的管理。而本本实施例在满足业务需求的前提下做到流程最精简，操作最便捷。由于归档(写到物理介质)、生成流媒体等关键环节都在采集的同时完成，只要采集工作完成，整个归档的业务流程就完成，不仅大大提高系统的业务处理效率，还减轻了操作的繁琐操作，降低了网络带宽占用，保证了系统的其他核心业务的稳定运行，降低了系统的建设投入。

下面用两个具体的例子进一步说明本实施例。

第一个例子如图1所示，包括如下步骤：

步骤1：模拟信号通过磁带录像机、光盘播放机等设备输入到视频采集卡中；

步骤2：视频采集卡将模拟信号转换成数字信号，并以文件块方式缓存；

步骤3：将文件块转换成流媒体文件(步骤3.1)，同时将文件块写入到存储介质中(步骤3.2)；

步骤4：将流媒体存储在流媒体存储子系统中；

步骤5：人工将存储介质放入带架中存储；

步骤6：将素材元数据、介质信息存储到数据库中。

第二个例子包括如下步骤：

步骤1：通过设备控制模块对模拟信号输出设备(如磁带录像机)进行控制，完成对模拟磁带的播放、暂停、前进、后退等控制。

步骤2：模数转换模块从采集卡中读取音视频流后，转换成数字信号并以文件块的方式写入到缓存中。

步骤3：流媒体生成模块将文件块转码成流媒体文件，并存储到流媒体存储子系统中。

步骤4：存储介质写入模块将文件块通过存储介质写入设备写入到存储介质中。

步骤5：管理员通过离线带架管理模块将存储介质放入到带架中，并进行有序管理。

步骤6：数据存储模块将素材元数据、存储介质信息、带架位置等信息保存。

本实施例与传统的音视频数字化转储方法的对比情况如表1所示。

表1、数字化转储方法情况对比

实施例二，一种音视频数据的数字化转储系统，如图2所示，包括：

模拟信号源设备、采集工作站；

所述采集工作站包括：缓存、存储介质读写设备；

视频采集卡，接收模拟信号源设备输出的模拟信号，转换成数字信号；将数字信号写入所述缓存中；

音视频编解码模块，用于每当一块缓存写满后，将该缓存中的数字信号转码成流媒体格式的缓存片段；

音视频转储模块，用于依序读取缓存的数字信号，通过存储介质读写设备写入到存储介质中。

本实施例中，所述音视频转储模块依序读取缓存的数字信号可以是指：

所述音视频转储模块按照写入时的顺序，依次读取写满的缓存中的数字信号；每读取一个缓存中的数字信号后，判断已读取的数字信号的大小是否达到所述存储介质读写设备一次写入的数据量大小；如果是，则进行所述通过存储介质读写设备写入到存储介质中的步骤；否则继续读取。

本实施例中，所述系统还可以包括：

流媒体服务器；

所述采集工作站还可以包括：

传输模块，用于将所述缓存片段发送给所述流媒体服务器；

所述流媒体服务器用于将所述缓存片段拼装成流媒体文件。

本实施例中，所述系统还可以包括：

离线带架，用于放置所述存储介质。

内容管理服务器，用于将所述模拟信号的内容描述信息、该模拟信号转码后的流媒体文件所在存储位置、该模拟信号所存放在的存储介质标识、该存储介质所在带架的编号等信息保存到数据库中。

所述离线带架提供存储介质的存放和管理。

所述内容管理服务器包括数据库存储及内容检索、管理等功能，负责将内容对应的元数据写入到数据库中，并提供基于文本的内容检索，为用户提供检索服务及元数据查看服务；还可以对所述离线带架进行以下管理：

所述离线带架所在的房间管理(新增、修改、查找、删除)，包括房间的位置、名称；

所述离线带架的基本管理(新增、修改、查找、删除)、包括带架的型号、名称、位置、行数、列数、能存放的各种介质的类型和数量

所述离线带架上存储介质的存放、查找，可以按照存储介质的条码查找、根据存储介质上的素材名称或者文件名查找。

本实施例中，所述缓存分布在不同的物理硬盘上；

所述视频采集卡还可以用于在将数字信号写入缓存中后更新索引文件；所述索引文件用于记录各时间段的数字信号所在的缓存，及各缓存所在的硬盘及具体起始存储地址。

本实施例中，所述采集工作站与所述流媒体服务器、数据库服务器可以但不限于通过IP网络相连。

本实施例中，所述采集工作站用于完成数字化、转储等核心逻辑处理，以及音视频文件块的缓存；还可以提供对模拟信号源设备的控制，对存储介质读写设备的控制。

本实施例中，所述流媒体服务器上可挂接物理磁盘(SCSI)作为大容量的流媒体存储子系统(比如采用10块2TB的SCSI硬盘组成总容量为20TB的存储区)，通过RAID5方式来保证磁盘数据安全。可以支持外接磁盘整理作为流媒体存储或者存储扩展，同时安装了流媒体服务软件，提供流媒体预览(比如微软的SmoothStream)，用户可以通过HTTP方式平滑的预览。

其它实现细节可同实施例一。

本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种音视频数据的数字化转储方法，包括：

接收模拟信号源设备输出的模拟信号，转换成数字信号；将数字信号写入所述采集工作站的缓存中；

每当一块缓存写满后，将该缓存中的数字信号转码成流媒体格式的缓存片段；

依序读取缓存的数字信号，通过存储介质读写设备写入到存储介质中。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依序读取缓存的数字信号的步骤包括：

按照写入时的顺序，依次读取写满的缓存中的数字信号；

每读取一个缓存中的数字信号后，判断已读取的数字信号的大小是否达到所述存储介质读写设备一次写入的数据量大小；如果是，则进行所述通过存储介质读写设备写入到存储介质中的步骤；否则继续读取。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

将所述缓存片段发送给流媒体服务器；

所述流媒体服务器将所述缓存片段拼装成流媒体文件。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

将所述存储介质放置到带架中，进行归档存储；

将模拟信号的内容描述信息、该模拟信号转换后所存放在的存储介质标识、该存储介质所在带架的编号信息保存到数据库服务器中。

5.如权利要求1到4中任一项所述的方法，其特征在于：

所述缓存分布在不同的物理硬盘上；

将数字信号写入所述采集工作站的缓存中的步骤后还包括：

更新索引文件；所述索引文件用于记录各时间段的数字信号所在的缓存，及各缓存所在的硬盘及具体起始存储地址。

6.一种音视频数据的数字化转储系统，其特征在于，包括：

模拟信号源设备、采集工作站；

所述采集工作站包括：缓存、存储介质读写设备；

视频采集卡，接收模拟信号源设备输出的模拟信号，转换成数字信号；将数字信号写入所述缓存中；

音视频编解码模块，用于每当一块缓存写满后，将该缓存中的数字信号转码成流媒体格式的缓存片段；

音视频转储模块，用于依序读取缓存的数字信号，通过存储介质读写设备写入到存储介质中。

7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述音视频转储模块依序读取缓存的数字信号是指：

所述音视频转储模块按照写入时的顺序，依次读取写满的缓存中的数字信号；每读取一个缓存中的数字信号后，判断已读取的数字信号的大小是否达到所述存储介质读写设备一次写入的数据量大小；如果是，则进行所述通过存储介质读写设备写入到存储介质中的步骤；否则继续读取。

8.如权利要求6所述的系统，其特征在于，还包括：

流媒体服务器；

所述采集工作站还包括：

传输模块，用于将所述缓存片段发送给所述流媒体服务器；

所述流媒体服务器用于将所述缓存片段拼装成流媒体文件。

9.如权利要求6所述的系统，其特征在于，还包括：

离线带架，用于放置所述存储介质；

内容管理服务器，用于将所述模拟信号的内容描述信息、该模拟信号转换后所存放在的存储介质标识、该存储介质所在带架的编号信息保存到数据库中。

10.如权利要求6到9中任一项所述的系统，其特征在于：

所述缓存分布在不同的物理硬盘上；

所述视频采集卡还用于在将数字信号写入缓存中后更新索引文件；所述索引文件用于记录各时间段的数字信号所在的缓存，及各缓存所在的硬盘及具体起始存储地址。

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