CN104301648B - 一种sd卡保存视频时避免数据丢失的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种SD卡数据处理技术领域，具体涉及一种SD卡保存视频时避免数据丢失的方法。本发明提供了一种SD卡保存视频时避免数据丢失的方法，该方法通过当缓存区接近溢出临界点的时候，减少视频编码接口生成的数据量，以及配合通过减少单位时间内SD卡的写入次数。本发明的方法通过实时监测视频缓存队列的剩余容量，当剩余容量达到警戒值时，立即自适应调整录像线程产生的数据量，并控制SD卡的写入次数，本发明将视频自适应编码技术应用到提高SD卡存储可靠性上，对车载DVR视频数据保存到SD卡的过程进行监视，通过调整写入数据量和写入次数来平衡数据缓存区的空间，使视频数据不丢失。
Description
技术领域
本发明涉及一种SD卡数据处理技术领域，具体涉及一种SD卡保存视频时避免数据丢失的方法。
背景技术
在车载DVR(数字视频录像机)领域，SD卡是重要的存储介质，但在嵌入式环境中，由于设备性能及资源有限，SD卡的数据写入速度往往受到多种外界因素的影响，比如嵌入式CPU的繁忙程度、SD卡和车载主机的接口类型等。
同时，车载DVR终端在录像时，每秒产生的视频数据量也受各种条件影响，比如视频通道数量、摄像头接入数量、预置的视频编码类型、码率等。实践表明，当单位时间内产生的视频数据量较大且SD卡的写入速度处于下降阶段时，就可能出现单位时间内SD卡写入的数据量远小于录像线程生成的数据量，导致缓存队列溢出，视频数据丢失的问题。
发明内容
解决上述技术问题，本发明提供了一种SD卡保存视频时避免数据丢失的方法，该方法通过当缓存区接近溢出临界点的时候，减少视频编码接口生成的数据量，以及配合通过减少单位时间内SD卡的写入次数。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是，一种SD卡保存视频时避免数据丢失的方法，包括以下步骤：
步骤1：通过统计存入和取出视频编码数据量得到缓存区剩余容量，并根据帧间编码原理，对视频编码数据分成I帧、P帧和B帧三种类型，其中I帧是一张完整的图片，而P帧和B帧分别是I帧前后帧差异的部分，当剩余视频编码数据量的容量≤第一阈值时，执行步骤2，否则返回执行步骤1；
步骤2：自适应降低编码速率，采用“加增乘减——AIMD”方法中的“乘减”方法快速减少视频编码数据量，执行步骤3，
步骤3：判断P帧和B帧是否已经合并，若是，则执行步骤5，否则，执行步骤4；
步骤4：合并连续的多帧P帧或B帧，一次性写入缓存区；
步骤5：再次判断剩余视频编码数据量的容量是否≤第一阈值，若是则返回执行步骤2，否则执行步骤6；
步骤6：判断剩余视频编码数据量的容量是否≥第二阈值，若是，则执行步骤7，否则返回执行步骤5；
步骤7：判断码率是否>第三阈值，若是，则执行步骤9，否则执行步骤8；
步骤8：自适应恢复编码速率，采用“加增乘减——AIMD”方法中的“加增”方法缓慢恢复视频编码数据量,执行步骤9；
步骤9：判断P帧和B帧是否已经解除了合并写入，若是，则返回执行步骤6，否则执行步骤10，
步骤10：解除帧合并，恢复单帧写入，只将一帧的视频编码数据存入这一小块内存中并写入到SD卡。
进一步的，所述第一阈值为视频编码数据量的总容量的10％-30％。
进一步的，所述第二阈值为视频编码数据量的总容量的30％-50％。
进一步的，所述步骤2中的新码率计算公式为:新码率＝原始视频编码码率×0.8。
进一步的，所述步骤8中的新码率计算公式为：新码率＝原始视频编码码率+50kbitps。
本发明通过采用上述技术方案，与现有技术相比，具有如下优点：
本发明的方法通过实时监测视频缓存队列的剩余容量，当剩余容量达到警戒值时，立即自适应调整录像线程产生的数据量，并控制SD卡的写入次数，避免视频数据因为来不及写入而丢失。
本发明将视频自适应编码技术应用到提高SD卡存储可靠性上，对车载DVR视频数据保存到SD卡的过程进行监视，通过调整写入数据量和写入次数来平衡数据缓存区的空间，使视频数据不丢失。所以本方法达到了相对提高SD卡的数据写入效率，防止视频数据在保存到SD卡的过程中无形丢失的目的。
附图说明
图1是本发明的实施例的流程图。
具体实施方式
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
作为一个具体的实施例，在车载DVR设备上，SD卡的存储性能直接决定着视频数据是否能快速且完整的保存。视频数据由车载DVR视频编码接口输出后，通常会存入一个数据缓存区，再由SD卡写入程序从该缓存区提取数据，最终写入到SD卡中。在这个过程中，需要有一个平衡点，即单位时间内SD卡写入程序从缓存区提取的数据量，要大于等于视频编码接口输出到缓存区的数据量，否则缓存区早晚都会溢出，导致数据丢失。实践证明，这个平衡点不能是一个固定值，因为单位时间内视频编码接口生成的数据量和SD卡写入的数据量都受多种因素(如背景技术所述)影响而动态变化着。如图1所示，本发明的一种SD卡保存视频时避免数据丢失的方法，包括：
步骤1：通过统计存入和取出视频编码数据量得到缓存区剩余容量，缓存区是一块预先分配的内存区，由于车载DVR设备内存容量有限，缓存区的大小也就不能太大，一般分配可够缓存1分钟视频数据的内存，比如10MB。当该缓存区存满时，就会溢出，导致视频数据丢失，所以需要时刻监测缓存区剩余空间，当缓存区剩余容量达到预警值时，就启动预警机制。并根据帧间编码原理，对视频编码数据分成I帧、P帧和B帧三种类型，其中I帧是一张完整的图片，而P帧和B帧分别是I帧前后帧差异的部分，假设每秒25帧画面，则开始的第一帧是I帧，后续的24帧是P帧或者B帧，P帧只是记录与前一个I帧的差异的那部分数据，而B帧则记录与前一个I帧和后一个I帧的差异部分，所以通常I帧数据量比较大，而P帧或B帧比较小,当剩余视频编码数据量的容量≤第一阈值时，所述第一阈值为视频编码数据量的总容量的10％-30％。执行步骤2，否则返回执行步骤1；
步骤2：自适应降低编码速率，采用“加增乘减——AIMD”方法中的“乘减”方法快速减少视频编码数据量，所述步骤2中的新码率计算公式为:新码率＝原始视频编码码率×0.8。“乘减”可以快速减少视频编码程序生成的数据量，而“加增”则可以达到缓慢恢复数据量的目的。假设车载DVR系统默认的码率是500kbitps，且对于“乘减”的基础倍数是0.8；执行步骤3，
步骤3：判断P帧和B帧是否合并，若是，则执行步骤5，否则，执行步骤4；
步骤4：合并连续的多帧P帧或B帧，一次性写入缓存区；
步骤5：再次判断剩余视频编码数据量的容量是否≤第一阈值，若是则返回执行步骤2，否则执行步骤6；具体地，当剩余空间≤10％时候，设开始的码率为500kbitps，经过步骤1至步骤4的时候，此时新码率＝500400×0.8＝400kbitps，到步骤5循环的判断时间片单位为10秒，也就是说，下一时间片时刻,10秒钟后，再次执行步骤5，如果空间不足的预警还未解除，也就是说剩余空间还是≤10％，继续返回执行步骤2，新码率＝400×0.8＝320kbitps；以此类推，直至空间不足预警解除。
步骤6：判断剩余视频编码数据量的容量是否≥第二阈值，所述第二阈值为视频编码数据量的总容量的30％-50％，若是，则执行步骤7，否则返回执行步骤5；
步骤7：判断码率是否>第三阈值，所述第三阈值为500kitps，若是，则执行步骤9，否则执行步骤8；
步骤8：自适应恢复编码速率，采用“加增乘减——AIMD”方法中的“加增”，而“加增”的基数是50kbitps，方法缓慢恢复视频编码数据量,所述步骤8中的新码率计算公式为：新码率＝原始视频编码码率+50kbitps。执行步骤9；
步骤9：判断P帧和B帧是否已经解除了合并写入，若是，则返回执行步骤6，否则执行步骤10，
步骤10：解除帧合并，恢复单帧写入，只将一帧的视频编码数据存入这一小块内存中并写入到SD卡,也就是将P帧B帧合并写入。视频数据是由一帧帧的图片组成，根据帧间编码原理，视频数据可以分成I帧、P帧和B帧三种类型。其中I帧是一张完整的图片，而P帧和B帧只是前后帧差异的部分，所以I帧数据量较大，而P帧和B帧数据量较小。为保证视频能及时保存到SD卡中，防止系统断电时丢失，通常都是按帧写入，但这种方式会频繁对SD卡执行写操作，耗时较大。而合并多帧数据量较小的P帧或B帧，一次性写入，则可以减少SD卡的写操作，节省写入耗时，相对提高SD卡的写入效率。因为合并多帧是指将连续的几帧画面的数据存入一小块内存中，并将这一小块内存的数据一次性写入到SD卡中；而解除就是指一次性只将一帧的数据存入这一小块内存中并写入到SD卡。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种SD卡保存视频时避免数据丢失的方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：通过统计存入和取出视频编码数据量得到缓存区剩余容量，并根据帧间编码原理，对视频编码数据分成I帧、P帧和B帧三种类型，其中I帧是一张完整的图片，而P帧和B帧分别是I帧前后帧差异的部分，当剩余视频编码数据量的容量≤第一阈值时，执行步骤2，否则返回执行步骤1；
步骤2：自适应降低编码速率，采用“加增乘减——AIMD”方法中的“乘减”方法快速减少视频编码数据量，执行步骤3，
步骤3：判断P帧和B帧是否合并，若是，则执行步骤5，否则，执行步骤4；
步骤4：合并连续的多帧P帧或B帧，一次性写入缓存区；
步骤5：再次判断剩余视频编码数据量的容量是否≤第一阈值，若是则返回执行步骤2，否则执行步骤6；
步骤6：判断剩余视频编码数据量的容量是否≥第二阈值，若是，则执行步骤7，否则返回执行步骤5；
步骤7：判断码率是否≥第三阈值，若是，则执行步骤9，否则执行步骤8；
步骤8：自适应恢复编码速率，采用“加增乘减——AIMD”方法中的“加增”方法缓慢恢复视频编码数据量,执行步骤9；
步骤9：判断P帧和B帧是否已经解除了合并写入，若是，则返回执行步骤6，否则执行步骤10，
步骤10：解除帧合并，恢复单帧写入，只将一帧的视频编码数据存入这一小块内存中并写入到SD卡。
2.根据权利要求1所述的一种SD卡保存视频时避免数据丢失的方法，其特征在于：所述第一阈值为视频编码数据量的总容量的10％-30％。
3.根据权利要求1所述的一种SD卡保存视频时避免数据丢失的方法，其特征在于：所述第二阈值为视频编码数据量的总容量的30％-50％。
4.根据权利要求1所述的一种SD卡保存视频时避免数据丢失的方法，其特征在于：所述步骤2中的新码率计算公式为:新码率＝原始视频编码码率×0.8。
5.根据权利要求1所述的一种SD卡保存视频时避免数据丢失的方法，其特征在于：所述步骤8中的新码率计算公式为：新码率＝原始视频编码码率+50kbitps。
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