CN103369284A - 一种音视频数据预录方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及音视频监控领域，尤其涉及一种音视频数据预录方法及装置，其中方法包括将采集到的音视频数据存储于易失性存储器的缓存队列中；当所述缓存队列已满时，将所述缓存队列中的音视频数据写入位于非易失性存储器的预录数据文件中，并清空所述缓存队列以用于继续存储所述采集的音视频数据；当所述预录数据文件中的数据包属性符合预定条件时，删除所述数据包。通过本发明实施例，可以利用大容量的非易失性存储器实时保留预录数据文件，对内存的要求较低，整个系统的成本明显低于与使用内存作为预录数据文件载体的方案。

Description

一种音视频数据预录方法及装置

技术领域

本发明涉及音视频监控领域，尤其涉及一种音视频数据预录方法及装置。

背景技术

音视频监控是安防系统的重要组成部分，通过音视频监控可以有效地减少社会维护治安的成本，目前音视频监控已经广泛的应用到各个领域中。

音视频监控中，由于音视频数据的特点决定了音视频数据占用的存储空间大，清晰度越高的音视频数据，需要的存储空间越大。随着技术的进步，音视频监控存储设备的存储容量越来越大，但是仍不能满足人们对音视频清晰度越来越高的要求。所以，为了在有限的存储空间中记录更多有用的音视频数据，采取的措施是只记录重要的音视频数据，忽略不重要的数据。一种常用的方法只记录报警等重要事件发生处的前后一段时间内的音视频数据。为了记录事件发生前的一段音视频数据，需要系统具有预录功能，即预先录制一定时间的音视频数据。事件发生时即可将预录的音视频和实时产生的音视频一起写入存储设备。

如公布号CN101729836A，发明名称为《一种低端采集器的录像方法》中通过预录功能实现可以保留有关键时刻前夕的音视频监控数据的目的，预录功能是在内存申请一个音视频数据缓存队列，保存最近一段时间的音视频数据，如图1所示为现有技术中预录功能的示意图，实时产生的音视频数据不断送入队列尾部，队列满时，再从队列头部弹出较早的音视频数据。报警事件发生时将队列中的数据写入录像文件。

本发明的发明人发现上述现有技术中至少存在以下问题，由于采用内存缓存队列来存储预录数据，其预录的时间长度严重依赖系统的内存大小和每秒音视频数据量，其缺点是预录时间短，不能应用于对预录时间要求长、清晰度要求高的场景中。

发明内容

本发明实施例提供一种音视频数据预录方法及装置，用于解决现有技术中音视频监控中预录数据文件的时长有限，并且需要大容量的内存进行预录制，对硬件的要求高的问题。

本发明实施例提供了一种音视频数据预录方法，包括，

将采集到的音视频数据存储于易失性存储器的缓存队列中；

当所述缓存队列已满时，将所述缓存队列中的音视频数据写入位于非易失性存储器的预录数据文件中，并清空所述缓存队列以用于继续存储所述采集的音视频数据；

当所述预录数据文件中的数据包属性符合预定条件时，删除所述数据包。

本发明实施例还提供了一种音视频数据预录装置，包括，

音视频数据采集单元，易失性存储器，写入单元，非易失性存储器，比较器，删除单元；

所述音视频数据采集单元，用于将采集到的音视频数据存储于易失性存储器的缓存队列中；

所述写入单元，当所述缓存队列已满时，用于将所述缓存队列中的音视频数据写入位于非易失性存储器的预录数据文件中，并清空所述缓存队列以用于继续存储所述采集的音视频数据；

所述比较器，用于当所述预录数据文件中的数据包属性符合预定条件时，通知所述删除单元，所述删除单元删除所述数据包。

通过本发明实施例的方法和系统，可以利用大容量的非易失性存储器实时保留预录数据文件，对内存的要求较低，整个系统的成本明显低于与使用内存作为预录数据文件载体的方案。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：

图1所示为现有技术中预录功能的示意图；

图2为本发明实施例提供的一种音视频数据预录方法的流程图；

图3所示为本发明实施例一种音视频数据预录装置的结构示意图；

图4所示为本发明实施例一种音视频数据预录方法的另一流程图；

图5为本发明实施例音视频数据在内存缓存队列和硬盘预录数据文件的数据流图；

图6为本发明实施例预录数据文件的存储结构示意图；

图7为本发明实施例删除数据包的示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

图2为本发明实施例提供的一种音视频数据预录方法的流程图。

包括步骤201，将采集到的音视频数据存储于易失性存储器，例如动态RAM、静态RAM、cache等类型的内存中的缓存队列中。

步骤202，当所述缓存队列已满时，将所述缓存队列中的音视频数据写入位于非易失性存储器(例如机械硬盘、固态硬盘等大容量的存储器)的预录数据文件中，并清空所述缓存队列以用于继续存储所述采集的音视频数据。

步骤203，当所述预录数据文件中的数据包属性符合预定条件时，删除所述数据包。

在所述步骤202中，将所述缓存队列中音视频数据从一个I帧开始到下一个I帧之前的所有帧写入到位于所述非易失性存储器特定区域的预录数据文件。所述从一个I帧开始到下一个I帧之前的所有帧包括P帧和B帧。这样可以保证每次写入数据时都是从I帧开始，到下一个I帧之前结束，这样在解码时如果文件第一帧不是I帧，前面的P帧和B帧会被解码器忽略，这样可以保证P帧、B帧和它们所依赖的I帧始终在一个录像文件中，不会被分割到两个录像文件中。

在上述步骤中所述特定区域为文件系统分配存储空间的最小单位的整数倍，例如，在FAT32文件系统中存储空间最小单位为簇的大小。

在上述从一个I帧开始到下一个I帧之前的所有帧写入到所述预录数据文件的特定区域时，如果音视频数据不足以填充特定区域则在所述特定区域中填充无效数据帧。

在所述步骤203中，当数据包的写入时间符合预定的时间时，删除所述数据包；或者当所述预录数据文件的大小超过预定门限值时，删除预定数量的先写入所述预录数据文件中的数据包。

在上述步骤203中，删除所述数据包时，即将文件系统中标识预录数据文件的起始块索引修改为删除数据包后预录数据文件的起始块索引。文件系统中的起始块索引就是一个文件的开始位置，修改这个索引就如同把这个文件的前面的数据删除。由于从一个I帧开始到下一个I帧之前的所有帧的音视频数据大小都是数据块的整数倍，这样只要修改文件系统的文件索引信息中文件的起始块号即可删除音视频数据，使得删除操作变得非常简单、快速。

在上述步骤203之后还包括，当事件触发录像时，将所述预录数据文件作为实录数据文件，当所述事件结束后触发停止实录数据文件的录像时，在所述非易失性存储器中重新创建预录数据文件。

当重要事件发生需要录像时，将当前的预录数据文件重命名为实录数据文件所要求的文件名，然后在所述实录数据文件中开始实时录制音视频数据，当所述重要事件结束时停止录制实录数据文件。所述实录数据文件名与所述预录数据文件名不同，这是因为在预录过程中，该预录数据文件可以不提供给用户使用，当特定事件发生时，把预录数据文件转换为实录数据文件，在该实录数据文件中开始进行音视频数据的录制和存储，这样可以省去了将预录数据文件复制称为实录数据文件，然后在该实录数据文件中继续录制和存储实时音视频数据的繁琐操作。

通过上述实施例，采用了大容量的非易失性存储器作为录制音视频数据的载体，因此相比较内存作为存储介质的方案来说可以大幅度的提高预录时长，使得现有主流硬盘都可以实现数十小时的预录；并且通过在非易失性存储器中的预录数据文件的特殊存储格式和内存缓存队列的结合使用，可以减少硬盘写入次数，降低磁头跳转次数，提高写入效率；以块对齐的预录数据文件存储结构又提高了音视频数据的删除效率，避免了文件的重新读写操作；通过预录数据文件直接重命名为实录数据文件，避免了文件数据的读写操作，提升了系统的反应性能。

如图3所示为本发明实施例一种音视频数据预录装置的结构示意图。

包括音视频数据采集单元301，易失性存储器302，写入单元303，非易失性存储器304，比较器305，删除单元306。

所述音视频数据采集单元301，用于将采集到的音视频数据存储于易失性存储器302的缓存队列中。

所述写入单元303，当所述缓存队列已满时，用于将所述缓存队列中的音视频数据写入位于非易失性存储器304的预录数据文件中，并清空所述缓存队列以用于继续存储所述采集的音视频数据。

所述比较器305，用于当所述预录数据文件中的数据包属性符合预定条件时，通知所述删除单元306，所述删除单元306删除所述数据包。

所述写入单元303将所述缓存队列中音视频数据从一个I帧开始到下一个I帧之前的所有帧写入到位于所述非易失性存储器304特定区域的预录数据文件中。所述预录数据文件的特定区域为文件系统分配存储空间的最小单位的整数倍。

如果音视频数据不足以填充特定区域则所述写入单元303在所述特定区域中填充无效数据帧。

所述比较器305中还包括定时单元3051，当数据包的写入时间符合预定的时间时，通知所述删除单元306删除所述数据包。

所述比较器305还包括容量比较单元3052，当所述预录数据文件的大小超过预定门限值时，通知所述删除单元306删除预定数量的先写入所述预录数据文件中的数据包。

所述删除单元306将文件系统中标识预录数据文件的起始块索引修改为删除数据包后预录数据文件的起始块索引。

还包括事件监视单元307，用于监测事件是否触发，当事件触发时，开始录像，将所述预录数据文件作为实录数据文件，通知写入单元303在该实录数据文件中继续写入实时产生的其它音视频帧数据，当所述事件结束后触发停止录制实录数据文件。

还包括文件命名单元308，用于将当前的预录数据文件重命名为实录数据文件所要求的文件名，然后通知写入单元303在该实录数据文件中继续写入实时产生的其它音视频帧数据。

通过上述实施例，采用了大容量的非易失性存储器作为录制音视频数据的载体，因此相比较内存作为存储介质的方案来说可以大幅度的提高预录时长，使得现有主流硬盘都可以实现数十小时的预录；并且通过在非易失性存储器中的预录数据文件的特殊存储格式和内存缓存队列的结合使用，可以减少硬盘写入次数，降低磁头跳转次数，提高写入效率；以块对齐的预录数据文件存储结构又提高了音视频数据的删除效率，避免了文件的重新读写操作；通过预录数据文件直接重命名为实录数据文件，避免了文件数据的读写操作，提升了系统的反应性能。

如图4所示为本发明实施例一种音视频数据预录方法的另一流程图。

包括步骤401，采集设备，例如具有音频采集功能的高清摄像头，获取实时的音视频数据，将该音视频数据存储于内存的缓存队列中。

步骤402，判断内存队列是否已满，如果内存已满则进入步骤403，否则进入步骤401。

步骤403，判断预录数据文件是否已经存在，如果已经存在则进入步骤405，否则进入步骤404。

步骤404，创建预录数据文件。

步骤405，将所述缓存队列中的视音频数据写入硬盘的预录数据文件中。

其中，上述判断缓存队列中的音视频数据是否已满和写入硬盘中的预录数据文件可以参考图5，图5为本发明实施例音视频数据在内存缓存队列和硬盘预录数据文件的数据流图。

内存缓存队列和硬盘的预录数据文件的数据结构都可以如图6所示，预录数据文件和录像文件都是以帧为最小单位存储，逻辑上是一段连续的帧顺序存储在一个文件中，数据帧可以是I帧、P帧或B帧，也可以是无效的填充帧，一个I帧到另一个I帧间所有帧(包含第一个I帧，不包含第二个I帧)的数据大小是数据块大小的整数倍，数据块大小就是文件系统分配存储空间的最小单位，例如FAT32或者NTFS文件系统中，就是簇的大小。

当从内存的缓存队列中写入硬盘的预录数据文件时，每次写入从I帧开始到下一个I帧之前结束的所有帧，如果要写入的字节数不是数据块大小的整数倍，则填充无效数据帧，请参见附图6，图6为本发明实施例预录数据文件的存储结构示意图。写入预录数据文件中的帧数据，都从队列中清除，如果队列中只有一个I帧，则停止写入操作，这样保证每次写入的数据都是从I帧开始，到下一个I帧之前结束。

步骤406，判断预录数据文件中数据包的时间是否超过预定时间门限值，如果超过则进入步骤407，否则进入步骤408。其中，数据帧是指一个视频画面数据，数据包是指多个帧组成的集合，数据块是指文件系统划分的存储块。

或者，还可以判断预录数据文件的大小是否超过容量门限值，如果超过容量门限值则可以进入步骤407，将预录数据文件中较早时间写入的数据包删除，否则进入步骤408，等待特定时间发生开始进行实录数据文件的录制。

步骤407，根据数据包的时间将超过预定时间门限值的数据包删除，在删除时可以修改文件系统的文件索引信息中文件的起始块号，请参见附图7，图7为本发明实施例删除数据包的示意图，在图7中通过在文件索引起始块号中修改起始块号可以实现达到删除第一个I帧开始到下一个I帧开始前的所有帧的目的。

步骤408，当特定事件发生，触发录像要求，将当前预录数据文件重命名为实录数据文件所要求的文件名，在该实录数据文件中继续实时写入采集到的音视频数据，即，采集设备将采集到的音视频数据直接写入到实录数据文件中。

步骤409，直到一个结束录像的特定事件触发，停止实录数据文件的写入，返回步骤401重新开始音视频数据的采集。

通过上述实施例，采用了大容量的非易失性存储器作为录制音视频数据的载体，因此相比较内存作为存储介质的方案来说可以大幅度的提高预录时长，使得现有主流硬盘都可以实现数十小时的预录；并且通过在非易失性存储器中的预录数据文件的特殊存储格式和内存缓存队列的结合使用，可以减少硬盘写入次数，降低磁头跳转次数，提高写入效率；以块对齐的预录数据文件存储结构又提高了音视频数据的删除效率，避免了文件的重新读写操作；通过预录数据文件直接重命名为实录数据文件，避免了文件数据的读写操作，提升了系统的反应性能。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，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 (14)

1.一种音视频数据预录方法，其特征在于包括，

将采集到的音视频数据存储于易失性存储器的缓存队列中；

当所述缓存队列已满时，将所述缓存队列中的音视频数据写入位于非易失性存储器的预录数据文件中，并清空所述缓存队列以用于继续存储所述采集的音视频数据；

当所述预录数据文件中的数据包属性符合预定条件时，删除所述数据包。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在将所述缓存队列中的音视频数据写入位于非易失性存储器的预录数据文件中进一步包括，将所述缓存队列中音视频数据从一个I帧开始到下一个I帧之前的所有帧写入到位于所述非易失性存储器特定区域的预录数据文件。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述特定区域为文件系统分配存储空间的最小单位的整数倍。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在将从一个I帧开始到下一个I帧之前的所有帧写入到所述预录数据文件的特定区域时，如果音视频数据不足以填充特定区域则在所述特定区域中填充无效数据帧。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预录数据文件中的数据包属性符合预定条件时，删除所述数据包包括，当数据包的写入时间符合预定的时间时，删除所述数据包；或者当所述预录数据文件的大小超过预定门限值时，删除预定数量的先写入所述预录数据文件中的数据包。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述删除所述数据包包括，将文件系统中标识预录数据文件的起始块索引修改为删除数据包后预录数据文件的起始块索引。

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括，当事件触发录像时，将所述预录数据文件作为实录数据文件，当所述事件结束后触发停止实录数据文件的写入。

8.一种音视频数据预录装置，其特征在于包括，

音视频数据采集单元，易失性存储器，写入单元，非易失性存储器，比较器，删除单元；

所述音视频数据采集单元，用于将采集到的音视频数据存储于易失性存储器的缓存队列中；

所述写入单元，当所述缓存队列已满时，用于将所述缓存队列中的音视频数据写入位于非易失性存储器的预录数据文件中，并清空所述缓存队列以用于继续存储所述采集的音视频数据；

所述比较器，用于当所述预录数据文件中的数据包属性符合预定条件时，通知所述删除单元，所述删除单元删除所述数据包。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述写入单元将所述缓存队列中音视频数据从一个I帧开始到下一个I帧之前的所有帧写入到位于所述非易失性存储器特定区域的预录数据文件。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述特定区域为文件系统分配存储空间的最小单位的整数倍。

11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，当音视频数据不足以填充特定区域，所述写入单元在所述特定区域中填充无效数据帧。

12.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述比较器中还包括定时单元，当数据包的写入时间符合预定的时间时，通知所述删除单元删除所述数据包；

或者，所述比较器还包括容量比较单元，当所述预录数据文件的大小超过预定门限值时，通知所述删除单元删除预定数量的先写入所述预录数据文件中的数据包。

13.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，还包括事件监视单元，用于监测事件是否触发，当事件触发时开始录像，将所述预录数据文件作为实录数据文件；当所述事件结束后触发停止实录数据文件的写入。

14.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述删除单元将文件系统中标识预录数据文件的起始块索引修改为删除数据包后预录数据文件的起始块索引。

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