CN104980680A - 一种视频数据存取的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种视频数据存取的方法，本方法引进了二级索引机制，采用预分配空间，基于数据块存储方式下进行视频数据存取，提高了文件检索的效率，随着容量的增加，性能不会线性下降。并且充分考虑了视频数据连续性的特点，采用预分配空间，基于数据块进行连续读写，提高了读写的性能，实现了大容量存储设备下的视频数据高性能的存取。

Description

一种视频数据存取的方法

技术领域

本发明涉及视频监控技术领域，尤其涉及一种视频数据存取的方法。

背景技术

随着信息科技的不断发展，视频监控作为安防领域中的重要手段，其作用越来越重要，近年来得到快速发展。视频录像作为监控行业中的重要数据，各行业对其存储的读写访问提出了更高的要求。为了满足用户的存储需求，大容量存储设备应运而生。为了适应大容量存储设备中视频数据存取，业界普遍采用基于文件系统的存储方式，通过按时间段存储视频文件，利用存储服务器本身的读写功能实现文件检索和读写，最终实现视频数据的存取。然而，这种机制存在如下问题：首先，文件的检索和读写效率完全依赖存储服务器本身的处理机制，随着容量的增加，相应的效率也会线性下降；其次，没有考虑到视频流的特性，如视频流具有连续性、周期性和容量大的特性，并且，对文件操作频繁，容易造成碎片；最后，在文件检索和读写时，没有充分利用视频流连续性的特点，进行专门的优化，用来提高检索和读写的效率。

发明内容

本发明为克服上述的不足之处，目的在于提供一种视频数据存取的方法，本方法引进了二级索引机制，采用预分配空间，基于数据块存储方式下进行视频数据存取，提高了文件检索的效率，实现了大容量存储设备下的视频数据高性能的存取。

本发明是通过以下技术方案达到上述目的：一种视频数据存取的方法，包括视频数据存储的方法与视频数据读取的方法，视频数据存储的方法包括如下步骤：

1)数据接收模块读取点位信息并根据点位信息在一级索引中查找是否存在该点位的快照信息，若存在执行步骤2)；不存在执行步骤3)；

2)根据快照信息读取二级索引信息并判断当前二级索引信息中的写入数据块地址是否等于结束数据块地址，若等于执行步骤4)；若不等于执行步骤7)；

3)数据接收模块添加该点位的二级索引文件，在一级索引中添加该点位的快照信息后执行步骤4)；

4)写入模块申请写入空间，并判断总磁盘空间是否饱和；若饱和执行步骤5)；若不饱和执行步骤6)；

5)写入模块查找开始时间最早点位的二级索引信息，并更新该点位的快照信息，删除原有的二级索引信息，添加新申请点位的二级索引信息后执行步骤7)；

6)写入模块预先分配连续的数据块后，在二级索引文件中添加该点位的二级索引信息后执行步骤7)；

7)写入模块将接收到的视频数据连续写入到预分配的空间中，并判断当前写入数据块地址是否等于结束数据块地址，若等于执行步骤4)，若不等于则继续写入视频数据并以固定时间间隔更新点位的二级索引信息及快照信息；

视频数据读取的方法包括如下步骤：

i)数据读取模块接收点位视频数据读取请求信息并根据读取请求信息查找一级索引中是否存在快照信息，若存在执行步骤ii)；若不存在则返回视频数据不存在；

ii)数据读取模块根据读取请求信息查找获取二级索引文件，并查找二级索引文件内是否具有符合条件的记录；若存在执行步骤iii)；若不存在返回视频数据不存在；

iii)利用二级索引文件中的记录信息，按照顺序读取数据块中的数据，并返回点位视频数据。

作为优选，所述的点位信息包括存储计划信息与点位编号信息。

作为优选，所述的快照信息包括点位编号、二级索引路径、开始时间与结束时间。

作为优选，所述总磁盘空间达到饱和的判断依据为存储空间小于100M。

作为优选，所述的二级索引信息包括开始数据块地址、当前写入数据块地址、结束数据块地址、开始时间、结束时间。

作为优选，所述步骤7)的固定时间间隔设为1-5S。

作为优选，所述的读取请求信息包括开始时间、结束时间与点位编号信息。

作为优选，所述步骤ii)的符合条件定义为记录所在时间在读取请求的开始时间与结束时间的范围内。

作为优选，所述步骤iii)二级索引文件中的记录信息包括开始数据块地址、当前写入数据块地址、结束数据块地址、开始时间、结束时间。

作为优选，所述方法使用的视频数据以H264或H265编码形式编码。

本发明的有益效果在于：(1)该方法引进了二级索引机制有效的提高了文件检索的效率，随着容量的增加，性能不会线性下降；(2)充分考虑了视频流连续性的特点，采用预分配空间，基于数据块进行联系读写，不但提高了读写的性能，而且由于直接将流存储到数据块，内部采用块式组织，无文件系统，不会产生碎片,实现了大容量存储设备下的视频数据高性能的存取。

附图说明

图1是本发明实施例的视频数据存储的方法的步骤框图；

图2是本发明实施例的视频数据读取的方法的步骤框图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：

实施例：一种视频数据存取的方法，包括视频数据存储的方法与视频数据读取的方法，视频数据存储的方法如图1所示，包括如下步骤：

步骤S1:数据接收模块读取该点位的信息，包括存储计划，点位编号等后，执行步骤S11。本实施案例中的存储计划是针对每个点位的存储计划，按照周一至周日，每天有八个时段自由配置，比如可以将周一至周日全天录像作为一个执行计划，也可以选择周一至周五全段录像，周六和周日早八点和晚八点录像作为一个执行计划；

步骤S11：根据该点位的信息中的点位编号，在一级索引中查找是否存在该点位的快照信息。如果不存在，则执行步骤S12；如果存在，则执行步骤S13；

步骤S12：添加该点位的二级索引文件后，在一级索引中添加该点位的快照信息，包括点位编号、二级索引文件路径、开始时间、结束时间等信息，其中开始时间、结束时间置空，然后执行步骤S2；

步骤S13：首先根据该点位快照信息中的二级索引文件路径，然后读取该路径中的文件内容，即二级索引信息，并执行步骤S23；

步骤S2：写入模块申请写入空间，首先执行步骤S22；

步骤S22：判断总磁盘空间是否已经用完(如剩余空间小于100M)，如果磁盘空间用完，则执行步骤S24；如果磁盘空间没有用完，则执行步骤S25；

步骤S24：查找一级索引中开始时间最早点位的二级索引信息，然后更新该点位的一级索引的快照信息，如果一级索引中快照信息中开始时间<＝二级索引中的开始时间，则将一级索引中快照信息中的开始时间更新成二级索引中的结束时间后，删除该条二级索引信息；在申请点位的二级索引文件中添加二级索引信息，包括开始数据块地址、当前写入数据块地址、结束数据块地址、开始时间、结束时间等，其中开始数据块地址和结束数据块地址等于刚刚删除掉的二级索引的开始和结束数据块地址，当前写入数据块地址等于开始数据块地址，开始时间、结束时间置空；

步骤25：预先分配连续的数据块(如分配100M)后，在二级索引文件中添加该点位的二级索引信息，包括开始数据块地址、当前写入数据块地址、结束数据块地址、开始时间、结束时间等，其中当前写入数据块地址写成开始数据块地址，开始时间、结束时间置空；

步骤S23：判断二级索引中的当前写入数据块地址是否等于结束数据块地址，如果等于，则执行步骤S2；如果不等于，则执行步骤S3；

步骤S3：该步骤将接收到的视频数据连续写入到预分配的空间中，在写入数据之前可以判断该点位的一级索引中快照信息以及二级索引信息中的开始时间是否为空，如果为空，则写入当前时间。在写入视频数据的同时，判断当前写入数据块地址是否等于结束数据块地址，如果等于，则执行步骤S2，否则每隔一段时间(如3s)更新该点位的二级索引信息及快照信息，包括当前写入数据块地址、结束时间。

重复步骤S1～S3完成可完成视频数据的存储。

本实施案例中的存储计划按照周一至周日，每天有八个时段自由配置，比如存储计划周一至周五全段录像，周六和周日早八点和晚八点录像作为一个执行计划，会引起周五凌晨零点至周六早八点、周六晚八点至周日早八点以及周日晚八点至周一凌晨零点视频数据自动中断；在视频数据接收过程中一旦出现异常情况，比如由于网络原因或者视频数据提供者异常导致数据接收失败，引起视频数据异常中断；基于上述视频数据中断的情况，为了达到提高检索效率以及有效利用存储空间目的，该视频存储方法首先更新二级索引信息，更新当前写入数据块地址，并将结束时间更新成当前时间，更新该点位一级索引中的快照信息，即结束时间更新成当前时间。然后在下次接收到该点位的视频数据后，首先执行步骤S13，然后执行步骤S23，充分利用上一次预分配的空间，节省磁盘空间的同时，提高了检索的效率。

如图2所示，视频数据读取的方法包括如下步骤：

步骤H1：数据读取模块接收点位视频数据读取请求信息,包括点位编号、开始时间、结束时间等信息后，则执行步骤H11；

步骤H11：根据读取请求信息中的点位编号，判断一级索引中是否存在该点位编号的快照信息。如果存在，则执行步骤H2；如果不存在，则返回视频不存在；

步骤H2：利用步骤H1中的路径信息找到该点位的二级索引，并获取该索引文件以及读取请求信息，包括点位编号、开始时间、结束时间等信息后，则执行步骤H21；

步骤H21：利用读取请求信息中的开始时间和结束时间，查找该点位的二级索引文件是否具有符合条件的记录(范围在请求的开始和结束之间范围内)。如果存在，则执行步骤H3；如果不存在，则返回视频不存在；

步骤H3:利用二级索引中记录的信息，包括开始数据块地址、当前写入数据块地址、结束数据块地址、开始时间、结束时间，按照顺序读取数据块中的数据，返回该点位视频数据；

上述的方法所述的视频数据均以H264或H265编码形式编码。

以上的所述乃是本发明的具体实施例及所运用的技术原理，若依本发明的构想所作的改变，其所产生的功能作用仍未超出说明书及附图所涵盖的精神时，仍应属本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种视频数据存取的方法，其特征在于包括视频数据存储的方法与视频数据读取的方法，视频数据存储的方法包括如下步骤：

1)数据接收模块读取点位信息并根据点位信息在一级索引中查找是否存在该点位的快照信息，若存在执行步骤2)；不存在执行步骤3)；

2)根据快照信息读取二级索引信息并判断当前二级索引信息中的写入数据块地址是否等于结束数据块地址，若等于执行步骤4)；若不等于执行步骤7)；

3)数据接收模块添加该点位的二级索引文件，在一级索引中添加该点位的快照信息后执行步骤4)；

4)写入模块申请写入空间，并判断总磁盘空间是否饱和；若饱和执行步骤5)；若不饱和执行步骤6)；

5)写入模块查找开始时间最早点位的二级索引信息，并更新该点位的快照信息，删除原有的二级索引信息，添加新申请点位的二级索引信息后执行步骤7)；

6)写入模块预先分配连续的数据块后，在二级索引文件中添加该点位的二级索引信息后执行步骤7)；

7)写入模块将接收到的视频数据连续写入到预分配的空间中，并判断当前写入数据块地址是否等于结束数据块地址，若等于执行步骤4)，若不等于则继续写入视频数据并以固定时间间隔更新点位的二级索引信息及快照信息；

视频数据读取的方法包括如下步骤：

i)数据读取模块接收点位视频数据读取请求信息并根据读取请求信息查找一级索引中是否存在快照信息，若存在执行步骤ii)；若不存在则返回视频数据不存在；

ii)数据读取模块根据读取请求信息查找获取二级索引文件，并查找二级索引文件内是否具有符合条件的记录；若存在执行步骤iii)；若不存在返回视频数据不存在；

iii)利用二级索引文件中的记录信息，按照顺序读取数据块中的数据，并返回点位视频数据。

2.根据权利要求1所述的一种视频数据存取的方法，其特征在于：所述的点位信息包括存储计划信息与点位编号信息。

3.根据权利要求1所述的一种视频数据存取的方法，其特征在于：所述的快照信息包括点位编号、二级索引路径、开始时间与结束时间。

4.根据权利要求1所述的一种视频数据存取的方法，其特征在于：所述总磁盘空间达到饱和的判断依据为存储空间小于100M。

5.根据权利要求1所述的一种视频数据存取的方法，其特征在于：所述的二级索引信息包括开始数据块地址、当前写入数据块地址、结束数据块地址、开始时间、结束时间。

6.根据权利要求1所述的一种视频数据存取的方法，其特征在于：所述步骤7)的固定时间间隔设为1-5S。

7.根据权利要求1所述的一种视频数据存取的方法，其特征在于：所述的读取请求信息包括开始时间、结束时间与点位编号信息。

8.根据权利要求1所述的一种视频数据存取的方法，其特征在于：所述步骤ii)的符合条件定义为记录所在时间在读取请求的开始时间与结束时间的范围内。

9.根据权利要求1所述的一种视频数据存取的方法，其特征在于：所述步骤iii)二级索引文件中的记录信息包括开始数据块地址、当前写入数据块地址、结束数据块地址、开始时间、结束时间。

10.根据权利要求1所述的一种视频数据存取的方法，其特征在于：所述方法使用的视频数据以H264或H265编码形式编码。