CN104065906B - 数字录像设备的录像方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种数字录像设备的录像方法及装置，该方法包括对磁盘格式化后将磁盘划分为多个数据块，多个数据块构成一个数据组，磁盘具有至少二个数据组，并且，建立数据组的组分配位图以及数据块的块位图，组分配位图记录有每一数据组的状态，块位图记录每一数据块的状态；接收到向磁盘写入数据的请求后，根据组分配位图查找处于空闲状态的数据组，并将该数据组的状态置为工作状态，根据块位图查找该数据组中处于空闲状态的数据块，将数据块的状态置为工作状态，向数据组的数据块写入数据；数据写入完毕后，判断数据组还有剩余存储空间时，将数据组的状态置为空闲状态。录像装置是应用上述的方法进行录像。本发明能减少录像时碎片的产生。

Description

数字录像设备的录像方法及装置

技术领域

本发明涉及数字录像领域，具体地，是一种数字录像设备的录像方法以及应用该录像方法的录像装置。

背景技术

现有的数字录像设备，如数字硬盘录像机（Digital Video Recorder，DVR）可用于实时录制录像数据，并将录制的录像数据存储在作为存储介质的磁盘中，这种技术广泛应用在诸如行车记录仪等的电子设备上。

由于数字录像设备实时录制录像数据并将录像数据存储在磁盘中，若录像数据不在磁盘中连续地存储，容易产生文件碎片，导致磁盘读写速度降低。

因此，公开号为CN1750164A的发明专利申请公开了名为“一种防止文件碎片产生的数字硬盘录像机文件管理方法”的发明创造，该方法包括文件预创建步骤、录像数据文件首次写入步骤和录像数据文件覆盖写入步骤。文件预创建步骤包括硬盘格式化、创建分区及预先创建２个索引文件和N个M字节固定大小数据文件，所创建的数据文件内容是全为0x00或0xFF的初始化数据且文件状态为未记录。录像数据文件首次写入步骤是将压缩后的音视频数据流写入已预先创建的数据文件中的一个，直至硬盘录像机连接的所有硬盘上的数据文件全部使用完。录像数据文件覆盖写入步骤是在用户选择覆盖已有录像数据的前提下，将最新输入的音视频压缩数据流存储到结束记录时间最早的数据文件中，循环往复。应用该方法可以避免文件碎片的产生，硬盘上录像资料的存取效率不会随着录像时间长了而降低。

但是，该方法必须在硬盘格式化后将硬盘划分为多个文件，每一个新创建的文件都要初始化内容为0x00或0xFF，且每一个文件的大小固定，因此在后续的录像过程中不能修改文件的大小。若录像数据的参数发生改变，如图像的分辨率改变、一个录像时间段长度的改变等，这些都会引起录像数据文件大小的改变，应用上述方法对录像数据参数的修改造成限制。此外，由于该方法需要设置索引区来记录每个录像数据的文件的状态信息，一旦索引文件丢失了意味着所有的数据文件信息都丢失。

另外，由于现有的数字录像设备同时是多路通道数据并行输入，也就是磁盘需要并行地写入多路数据，但应用上述的方法，多路数据很可能交叉地存储在磁盘中，往往导致大量的碎片产生。并且，由于现有的技术反复地删除已经写入的文件，且一个数据文件中未必全部被写满，导致反复删除数据时产生大量的碎片，这些都导致数字录像设备的工作性能下降。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种能够避免产生碎片的数字录像设备的录像方法。

本发明的另一目的是提供一种在多路通道并行输入数据时避免碎片产生的数字录像设备的录像装置。

为了实现上述的主要目的，本发明提供的数字录像设备的录像方法包括对磁盘格式化后将磁盘划分为多个数据块，多个数据块构成一个数据组，磁盘具有至少二个数据组，并且，建立数据组的组分配位图以及数据块的块位图，组分配位图记录有每一数据组的状态，块位图记录每一数据块的状态；接收到向磁盘写入数据的请求后，根据组分配位图查找处于空闲状态的数据组，并将该数据组的状态置为工作状态，根据块位图查找该数据组中处于空闲状态的数据块，将数据块的状态置为工作状态，向数据组的数据块写入数据；数据写入完毕后，判断数据组还有剩余存储空间时，将数据组的状态置为空闲状态。

由上述方案可见，通过建立组分配位图以及块位图记录每一数据组以及数据块的使用状态，并且在写入数据时将数据写入到空闲的数据组中，不会对每次写入的数据大小进行限制。此外，由于每次写入数据完毕后，如数据组仍有存储空间，则将数据组置为空闲状态，下次写入数据时，仍可以向该数据组写入数据，因此可以向同一数据组写入多次数据，即一个数据组可以存储多次先后写入的多个文件，进而充分利用磁盘的存储空间，避免碎片的产生。

一个优选的方案是，建立组分配位图的同时建立组回收位图，组回收位图记录有每一数据组的状态，将数据组记录在组分配位图的状态置为工作状态或空闲状态时，将同一数据组记录在组回收位图的状态对应地置为工作状态或空闲状态；接收到删除数据的请求后，将删除数据的数据组记录组回收位图中的状态置为空闲状态，将删除数据的数据块记录在块位图中的状态置为空闲状态。

由此可见，通过建立组回收位图记录删除数据的数据组的状态，方便数据删除工作的实现。并且，组回收位图与组分配位图分别记录数据组的状态，在写入数据过程中组分配位图被使用的情况下，组回收位图仍可以被使用，也就是数据删除操作不受数据写入操作的影响。

进一步的方案是，接收到向磁盘写入数据的请求后，根据组分配位图判断所有数据组均处于工作状态，但根据组回收位图判断仍有数据组处于空闲状态时，将组回收位图覆盖组分配位图，并将处于空闲状态的数据组置为工作状态，将数据写入到数据组的数据块中。

可见，在数据删除后的数据写入过程中，只要将组回收位图覆盖组写入位图后即可以将已经删除数据的数据组释放，重新写入数据，数字录像设备可以反复地向磁盘写入数据。

更进一步的方案是，接收到向磁盘写入数据的请求后，根据组分配位图以及组回收位图判断所有数据组均处于工作状态时，输出无法写入数据的提示信息。

由此可见，一旦组分配位图以及组回收位图均记录所有数据组均为工作状态，表示磁盘的所有存储空间已满，需要发出提示信息以提示使用者删除数据，释放磁盘的存储空间。

更进一步的方案是，向同一数据组写入的数据为同一通道产生的数据。这样，数字录像设备可以向磁盘同时写入多路通道产生的数据，但多路通道的数据分别写入到不同的数据组中，可以避免数据写入过程的跳写操作，增加数据的顺序写操作，避免碎片的产生。

为实现上述的另一目的，本发明提供的数字录像设备的录像装置具有初始化模块，对磁盘格式化后将磁盘划分为多个数据块，多个数据块构成一个数据组，磁盘具有至少二个数据组，还设有位图建立模块，建立数据组的组分配位图以及数据块的块位图，组分配位图记录有每一数据组的状态，块位图记录每一数据块的状态；数据写入模块，接收到向磁盘写入数据的请求后，根据组分配位图查找处于空闲状态的数据组，并将该数据组的状态置为工作状态，根据块位图查找该数据组中处于空闲状态的数据块，将数据块的状态置为工作状态，向数据组的数据块写入数据，数据写入完毕后，判断数据组还有剩余存储空间时，将数据组的状态置为空闲状态。

由上述方案可见，磁盘设置组分配位图以及块位图记录每一数据组以及数据块的状态，并且在数据写入过程中将数据写入到空闲的数据组的数据块中。由于磁盘的数据组数量为二组以上，可以满足多路通道同时写入数据。并且，由于数据组还有剩余存储空间的情况下仍将数据组置为空闲状态，因此可以同一数据组可以写入多个文件，确保数据的存储空间被充分利用，避免数据写入过程中碎片的产生。

附图说明

图1是本发明数字录像设备的录像装置实施例的结构框图。

图2是应用本发明数字录像设备的录像方法实施例的磁盘结构框图。

图3是应用本发明数字录像设备的录像方法实施例的组分配位图、组回收位图以及块位图的存储示意图。

图4是本发明数字录像设备的录像方法实施例中写入数据的流程图。

图5是本发明数字录像设备的录像方法实施例中删除数据的流程图。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

本发明的录像装置及录像方法应用在诸如行车记录仪等具有数字录像功能的电子设备中，这些设备具有作为存储器的磁盘，用于存储摄像设备所摄像获取的数据。

参见图1，本发明的数字录像设备的录像装置具有初始化模块10、位图建立模块11以及数据写入模块15、数据删除模块16，其中位图建立模块11包括组分配位图建立模块12、组回收位图建立模块13以及块位图建立模块14。

初始化模块10用于对磁盘进行格式化，包括将磁盘划分为多个存储空间大小相等的数据块，每一个数据块为一个簇的大小。并且，若干个数据块组成一个数据组，且磁盘中数据组的数量为二组以上。优选地，每一个数据组的存储空间也是相等的，也就是每一数据组中数据块的数量相等。

位图建立模块11用于建立三张位图，分别是组分配位图、组回收位图以及块位图，即分别通过组分配位图建立模块12建立组分配位图，通过组回收位图建立模块13建立组回收位图，通过块位图建立模块14建立块位图。

参见图2，组分配位图21、组回收位图22以及块位图23为存储在磁盘的表格，参见图3，组分配位图21包括有多个存储单元，每一个存储单元为一位数据，因此存储单元所存储的数据为二进制数“0”或二进制数“1”。每一个存储单元对应于一个数据组，如第一个存储单元对应于数据组30，第二个存储单元对应于数据组40，如此类推。

组分配位图21中的每一个存储单元所存储的数据为对应的数据组的状态标志，如使用二进制数“0”表示该数据组为空闲状态，使用二进制数“1”表示该数据组为工作状态。

如某一数据组的状态为空闲状态，表示可以向该数据组写入数据，即该数据组内还有空闲的数据块可被使用。如某一数据组为工作状态，表示该数据组正在写入数据，或者数据组内没有足够的剩余空间写入新的数据。因此，在数据写入过程中，如数据组为工作状态，则无法向该数据组写入数据，如数据组为空闲状态，则可以向该数据组写入数据。

可见，组分配位图21实际上是存储每一数据组的状态的状态标志列表，通过读取组分配位图21的数据可以确定当前每一数据组的状态，并由此判断能够向某一数据组写入数据。

相同地，组回收位图22也包括多个存储单元，每一个存储单元为一位数据，其存储的数据为二进制数据，用于表示每一个数据组的状态。与组分配位图21相同的是，组回收位图22也是使用二进制数“0”表示数据组为空闲状态，使用二进制数“1”表示数据组为工作状态。

数据写入过程中，组回收位图22中各个数据组的状态的更改与组分配位图21中各个数据组的状态的更改是同步进行的，也就是在数据写入过程中，如对将某一数据组的状态从空闲状态更改为工作状态，则需要同时修改组分配位图21与组回收位图22中相应的数据组的状态标志。

数据删除过程中，只对组回收位图22的数据组的状态进行更改，如将某一数据组的数据删除后，仅将该数据组在组回收位图22的状态从工作状态更改为空闲状态，而不对组分配位图21中对应的数据组的状态进行修改。当然，数据写入过程中，可以将组回收位图22覆盖组分配位图21，从而对组分配位图21进行更新。

块位图23包括多个存储单元，每一个存储单元为一位数据，也就是存储一位二进制数，并且每一个存储单元对应于一个数据块，如数据块31、32等，用于标识该数据块的状态，如空闲状态或使用状态。本实施例中，使用二进制数“0”表示该数据块为空闲状态，使用二进制数“1”表示该数据块为工作状态。某一数据块为空闲状态，表示该数据块可以被写入数据，即数据块未被使用，如某一数据块为工作状态，则表示该数据块已经被写入数据，不能被使用。

数据写入过程中，通过查询块位图23来获取每一数据块的状态，从而判断能够向该数据块写入数据。一旦数据块被使用，即将该数据块的标志位从“0”更改为“1”，即标志为工作状态。只有在该数据块的数据被删除以后，该数据块的状态才能从“1”更改为“0”，即从工作状态更改为空闲状态。可见，块位图23实际上是每一个数据块的标志位的列表。

数据写入模块15用于控制数据写入操作，即在接收到数据写入请求后，查询组分配位图21以及组回收位图22，并将数据写入到空闲的数据组的空闲数据块中。

数据删除模块16用于控制数据的删除操作，在接收到数据删除操作的请求后，将需要删除数据的数据组中各个数据块的数据删除，并且将删除数据的数据组在组回收位图22中的标志置为空闲状态，同时将删除数据的数据块的状态也置为空闲状态。

下面结合图4说明录像装置写入数据的流程。数字录像设备首次开启后，首先对磁盘进行格式化，即执行步骤S1，将磁盘划分为存储空间大小相等的多个数据块，即划分为多个簇，多个数据块组成一个数据组。优选地，每一个数据组的存储空间相等，即每一个数据组由数量相等的多个数据块构成。

对磁盘格式化后，执行步骤S2，建立三张位图，即组分配位图、组回收位图以及块位图，组分配位图、组回收位图以及块位图的结构与存储的数据如前所述。

接着，录像装置判断是否接收到应用程序发出的写入数据的请求，即执行步骤S3，如接收到写入数据的请求，执行步骤S4，查询组分配位图21，判断是否所有的数据组均为工作状态，如仍有处于空闲状态的数据组，则执行步骤S5，分配写入数据的存储空间。例如，将待写入的数据分配至某一处于空闲状态的数据组，则将该数据组在组分配位图21上的状态从空闲状态更改为工作状态，同时，将该数据组在组回收位图上的状态从空闲状态更改为工作状态。

然后，写入模块15查询块位图23判断所分配的数据组中哪些数据块处于空闲状态，并分配相应的数据块，即分配待写入的数据写入的数据块。并且，写入模块15将分配的数据块的状态从空闲状态更改为工作状态，表示该数据块已经被使用。至此，写入模块15对待写入数据的存储空间分配完毕。

接着，写入模块15执行步骤S6，将待写入的数据写入到所分配的数据块中。待数据写入完毕后，写入模块15执行步骤S7，判断所分配的数据组中是否还剩余有足够的存储空间。本发明所指的足够存储空间是指该数据组剩余的存储空间是否大于系统设定的一个最小文件的存储空间。例如，数字录像设备设定的一个文件最小的存储空间为两个数据块，则写入模块15需要判断数据组剩余的存储空间是否大于两个数据块，如大于两个数据块，则表示该数据组仍能够继续写入新的数据，则执行步骤S8，将该数据组的状态更改为空闲状态。步骤S8中，需要将组分配位图21以及组回收位图22中对应的数据组的状态从工作状态更改为空闲状态。

这样，在下次需要写入数据时，如数据组仍有剩余的存储空间，该数据组仍显示为空闲状态，则仍可以被写入数据。因此，同一数据组可以被多次写入数据，也就是写入多个不同的文件。当然，如数字录像设备同时有多路通道数据写入到磁盘，则不同的通道的数据分别写入到不同的数据组上，因此同一数据组的数据是由同一通道产生的数据。

由于不同通道的数据分别写入不同的数据组中，因此可以减小不同通道写入数据的时候所发生跳写的情况，增加顺序写入数据的情况，减少对数字录像设备硬件的损耗。

步骤S4中，如判断组分配位图21中各个数据组的状态均为工作状态，则执行步骤S9，判断组回收位图22中各个数据组的状态是否也是为工作状态，如是，则执行步骤S10，输出提示信息，提示磁盘不能再写入数据，需要删除部分数据后才能写入数据。如组回收位图22中记录有部分数据组为空闲状态，则执行步骤S11，将组回收位图22覆盖组分配位图21，即将组分配位图21的数据删除，并将组回收位图22的数据复制到组分配位图21上。

然后，返回执行步骤S4，重新根据组分配位图21查找空闲的数据组，并将数据写入到空闲的数据组的空闲数据块上。

下面结合图5说明数据删除的流程。首先，使用者向数字录像设备输入删除数据的指令，当然，数据删除的指令也可以自动产生，例如，数字录像设备设定自动删除数据的条件，如判断组分配位图21所记录的所有数据组均为工作状态时自动发出删除数据的指令，数据删除模块16依据数据组被标记为工作状态的先后顺序删除最先被标记为工作状态的数据组中的数据。

数据删除模块16首先判断是否接收到数据删除的请求，即执行步骤S21，如接收到数据删除的请求，执行步骤S22，删除指定数据组的数据。指定的数据组可以是使用者发出删除指令时指定的数据组，也可以数字录像设备自动发出删除指令时确定的最先被标记为工作状态的多个数据组。

最后，在数据删除后，将删除了数据的数据组以及数据块的状态置为空闲状态，也就是将组回收位图22中相应数据组的状态更改为空闲状态，将块位图23中相应的数据块的状态更改为空闲状态，即执行步骤S23。

删除数据的过程中，并不对组分配位图21中记录的数据组的状态进行更改，因此组分配位图21的数据组的状态的更改是通过将组回收位图22覆盖组分配位图21的操作实现的。

通过设置组分配位图以及组回收位图并记录数据组的状态，且每一数据组可以写入多个文件，有效避免碎片的产生。并且，删除数据是以数据组为单位删除数据，避免在数据删除的过程中产生碎片。此外，录像装置允许多路通道同时向不同的数据组写入数据，满足当前不同数字录像设备的使用要求。

当然，上述实施例仅是本发明较佳的实施方式，实际应用时，还可以有更多的改变，例如，不建立组回收位图，删除数据的时候直接对组分配位图存储的标志进行更改；或者，多个数据组的存储空间不相等，即不同数据组的数据块的数量不相等，上述的改变也可以实现本发明的目的。

最后需要强调的是，本发明不限于上述实施方式，如划分的数据块与数据组容量大小的改变、数据块数量的改变等变化也应该包括在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.数字录像设备的录像方法，包括

对磁盘格式化后将磁盘划分为多个数据块，多个所述数据块构成一个数据组，所述磁盘具有至少二个所述数据组；

其特征在于：

建立所述数据组的组分配位图以及所述数据块的块位图，所述组分配位图记录有每一所述数据组的状态，所述块位图记录每一所述数据块的状态；

接收到向所述磁盘写入数据的请求后，根据所述组分配位图查找处于空闲状态的数据组，并将该数据组的状态置为工作状态，根据所述块位图查找该数据组中处于空闲状态的数据块，将所述数据块的状态置为工作状态，向所述数据组的所述数据块写入数据；

数据写入完毕后，判断所述数据组还有剩余存储空间时，将所述数据组的状态置为空闲状态。

2.根据权利要求1所述的数字录像设备的录像方法，其特征在于：

判断所述数据组还有剩余存储空间的步骤是判断所述数据组的剩余空间大于最小文件的存储空间。

3.根据权利要求1或2所述的数字录像设备的录像方法，其特征在于：

建立所述组分配位图的同时建立组回收位图，所述组回收位图记录有每一所述数据组的状态，将所述数据组记录在所述组分配位图的状态置为工作状态或空闲状态时，将同一数据组记录在所述组回收位图的状态对应地置为工作状态或空闲状态；

接收到删除数据的请求后，将删除数据的数据组记录所述组回收位图中的状态置为空闲状态，将删除数据的数据块记录在所述块位图中的状态置为空闲状态。

4.根据权利要求3所述的数字录像设备的录像方法，其特征在于：

接收到向所述磁盘写入数据的请求后，根据所述组分配位图以及所述组回收位图判断所有数据组均处于工作状态时，输出无法写入数据的提示信息。

5.根据权利要求3所述的数字录像设备的录像方法，其特征在于：

接收到向所述磁盘写入数据的请求后，根据所述组分配位图判断所有数据组均处于工作状态，但根据所述组回收位图判断仍有所述数据组处于空闲状态时，将所述组回收位图覆盖所述组分配位图，并将处于空闲状态的数据组置为工作状态，将数据写入到所述数据组的数据块中。

6.根据权利要求1或2所述的数字录像设备的录像方法，其特征在于：

向同一所述数据组写入的数据为同一通道产生的数据。

7.根据权利要求1或2所述的数字录像设备的录像方法，其特征在于：

所述组分配位图使用一位二进制数表示每一所述数据组的状态，所述块位图使用一位二进制数表示每一所述数据块的状态。

8.数字录像设备的录像装置，其特征在于：包括

初始化模块，对磁盘格式化后将磁盘划分为多个数据块，多个所述数据块构成一个数据组，所述磁盘具有至少二个所述数据组；

其特征在于：

位图建立模块，建立所述数据组的组分配位图以及所述数据块的块位图，所述组分配位图记录有每一所述数据组的状态，所述块位图记录每一所述数据块的状态；

数据写入模块，接收到向所述磁盘写入数据的请求后，根据所述组分配位图查找处于空闲状态的数据组，并将该数据组的状态置为工作状态，根据所述块位图查找该数据组中处于空闲状态的数据块，将所述数据块的状态置为工作状态，向所述数据组的所述数据块写入数据，数据写入完毕后，判断所述数据组还有剩余存储空间时，将所述数据组的状态置为空闲状态。

9.根据权利要求8所述的数字录像设备的录像装置，其特征在于：

所述位图建立模块还包括组回收位图建立模块，用于建立组回收位图，所述组回收位图记录有每一所述数据组的状态，

所述数据写入模块还用于在所述数据组记录在所述组分配位图的状态置为工作状态或空闲状态时，将同一数据组记录在所述组回收位图的状态对应地置为工作状态或空闲状态；

录像装置还设有数据删除模块，接收到删除数据的请求后，将删除数据的数据组记录所述组回收位图中的状态置为空闲状态，将删除数据的数据块记录在所述块位图中的状态置为空闲状态。

10.根据权利要求9所述的数字录像设备的录像装置，其特征在于：

所述数据写入模块还用于接收到向所述磁盘写入数据的请求后，根据所述组分配位图判断所有数据组均处于工作状态，但根据所述组回收位图判断仍有所述数据组处于空闲状态时，将所述组回收位图覆盖所述组分配位图，并将处于空闲状态的数据组置为工作状态，将数据写入到所述数据组的数据块中。