CN105357504A - 一种视频流数据的录像与回放方法及装置 - Google Patents

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CN105357504A CN201510952482.5A CN201510952482A CN105357504A CN 105357504 A CN105357504 A CN 105357504A CN 201510952482 A CN201510952482 A CN 201510952482A CN 105357504 A CN105357504 A CN 105357504A
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陈文竹
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Abstract

本发明公开了一种视频流数据的录像与回放方法及装置，能够在并行处理框架下，通过分布式文件系统实现海量视频流数据的录像及回放。本发明实施例方法包括：在并行处理框架下采集视频流数据，压缩编码视频流数据，并建立用于查找及定位视频流数据中的每一视频帧数据的关联索引信息；通过分布式文件系统中预置的序列化组件将视频流数据的数据格式转换为分布式文件系统支持的数据格式，并通过分布式文件系统中的多个数据块文件依次存储压缩编码后的视频流数据；接收来自终端的视频回放请求；根据关联索引信息获取视频回放请求对应的视频流数据；将获取到的视频流数据发送给终端，使得终端通过获取到的视频流数据进行视频播放。

Description

一种视频流数据的录像与回放方法及装置
技术领域
本发明涉及大数据视频监控领域，尤其涉及一种视频流数据的录像与回放方法及装置。
背景技术
视频流数据的录像及回放在视频监控系统中具有重要意义，是智能视频分析处理的基础与前提。然而，在数据快速膨胀的今天，视屏监控卡口井喷式的增长，针对海量视频流数据的录像与回放提出了更高的要求。
目前针对海量视频流数据的录像与回放的方法主要是采用文件分段存储，通过时间戳的方式实现录像与回放。
但是，由于受到计算机资源瓶颈的限制，难以针对海量视频流数据进行录像与回放。
发明内容
本发明实施例提供了一种视频流数据的录像与回放方法及装置，能够在并行处理框架下，通过分布式文件系统实现海量视频流数据的录像及回放。
有鉴于此，本发明第一方面提供了一种视频流数据的录像与回放方法，包括：
在并行处理框架下采集视频流数据，压缩编码所述视频流数据，并建立用于查找及定位所述视频流数据中的每一视频帧数据的关联索引信息；
通过分布式文件系统中预置的序列化组件将所述视频流数据的数据格式转换为所述分布式文件系统支持的数据格式，并通过所述分布式文件系统中的多个数据块文件依次存储压缩编码后的所述视频流数据；
接收来自终端的视频回放请求；
根据所述关联索引信息获取所述视频回放请求对应的视频流数据；
将获取到的视频流数据发送给所述终端，使得所述终端通过所述获取到的视频流数据进行视频播放。
本发明具有如下优点：由于分布式文件系统能实现海量数据的离线与实时处理，但分布式文件系统不支持视频流数据的数据格式，所以本发明将视频流数据的数据格式转换为分布式文件系统支持的数据格式，由此本发明利用分布式文件系统存储视频流数据，实现了海量视频流数据的录像及回放。
可选的：
所述压缩编码所述视频流数据，之后包括：
缓存所述视频流数据；
封装所述视频流数据。
需要说明的是，通过对视频流数据进行缓存和封装操作，以保证视频流数据源源不断的发送，保证数据的连续性。
可选的：
所述视频流数据包含多路视频流数据，所述多路视频流数据被封装成多路视频帧数据，所述多路视频帧数据的数据格式经过所述序列化组件转换后的数据格式为所述分布式文件系统支持的数据格式；
所述封装所述视频流数据，之后包括：
通过所述并行处理框架中预置的并行处理拓扑结构将所述多路视频帧数据发送至所述分布式文件系统；
所述通过所述分布式文件系统中的多个数据块文件依次存储压缩编码后的所述视频流数据，包括：
通过所述分布式文件系统中的多组数据块文件分别存储所述多路视频帧数据，其中，每组数据块文件包含多个依次用于存储的数据块文件。
需要说明的是，通过上述方案，本发明能够通过分布式文件系统对多路视频流数据进行并行存储，一方面实现了分布式文件系统存储视频流数据，另一方面提高了存储效率。
可选的：
所述视频流数据被封装成视频帧数据，所述视频帧数据的数据格式经过所述序列化组件转换后的数据格式为所述分布式文件系统支持的数据格式；
所述通过所述分布式文件系统中的多个数据块文件依次存储压缩编码后的所述视频流数据，包括：
将所述视频帧数据写入所述分布式文件系统的第一数据块文件中，在所述第一数据块文件存储满后，通过第二数据块文件进行存储，直至存储完所述视频帧数据。
需要说明的是，只有前面一个数据块文件存储满后，才会开始使用下一个数据块文件进行存储，由于虚拟磁盘是由数据块文件组成的，由此提高了虚拟磁盘利用率。
可选的：
所述关联索引信息包含视频帧时间点和视频帧位置的索引；
所述根据所述关联索引信息查找所述视频回放请求对应的视频流数据，包括：
获取所述视频回放请求中的视频帧时间点；
根据所述关联索引信息获取所述视频帧时间点对应的视频帧位置；
根据所述视频帧位置，读取对应的数据块文件，获取相应的视频帧数据；
解封装所述视频帧数据，得到相应的视频流数据。
需要说明的是，本发明能够快速查找到所需视频帧时间点对应的视频帧位置，快速查找视频流数据，也就提高了视频回放的效率。
有鉴于此，本发明第二方面提供了一种视频流数据的录像与回放装置，包括：
视频流数据采集模块，用于在并行处理框架下采集视频流数据，压缩编码所述视频流数据，并建立用于查找及定位所述视频流数据中的每一视频帧数据的关联索引信息；
视频流数据录像管理模块，用于通过分布式文件系统中预置的序列化组件将所述视频流数据的数据格式转换为所述分布式文件系统支持的数据格式，并通过所述分布式文件系统中的多个数据块文件依次存储压缩编码后的所述视频流数据；
视频流数据回放模块，用于接收来自终端的视频回放请求；根据所述关联索引信息获取所述视频回放请求对应的视频流数据；将获取到的视频流数据发送给所述终端，使得所述终端通过所述获取到的视频流数据进行视频播放。
可选的：
所述视频流数据采集模块，还用于缓存所述视频流数据；封装所述视频流数据。
可选的：
所述视频流数据包含多路视频流数据，所述多路视频流数据被封装成多路视频帧数据，所述多路视频帧数据的数据格式经过所述序列化组件转换后的数据格式为所述分布式文件系统支持的数据格式；
所述视频流数据采集模块，还用于通过所述并行处理框架中预置的并行处理拓扑结构将所述多路视频帧数据发送至所述分布式文件系统；
所述视频流数据录像管理模块，具体用于通过所述分布式文件系统中的多组数据块文件分别存储所述多路视频帧数据，其中，每组数据块文件包含多个依次用于存储的数据块文件。
可选的：
所述视频流数据被封装成视频帧数据，所述视频帧数据的数据格式经过所述序列化组件转换后的数据格式为所述分布式文件系统支持的数据格式；
所述视频流数据录像管理模块，具体用于将所述视频帧数据写入所述分布式文件系统的第一数据块文件中，在所述第一数据块文件存储满后，通过第二数据块文件进行存储，直至存储完所述视频帧数据。
可选的：
所述关联索引信息包含视频帧时间点和视频帧位置的索引；
所述视频流数据回放模块，具体用于接收来自终端的视频回放请求；获取所述视频回放请求中的视频帧时间点；根据所述关联索引信息获取所述视频帧时间点对应的视频帧位置；根据所述视频帧位置，读取对应的数据块文件，获取相应的视频帧数据；解封装所述视频帧数据，得到相应的视频流数据；将获取到的视频流数据发送给所述终端，使得所述终端通过所述获取到的视频流数据进行视频播放。
从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：由于分布式文件系统能实现海量数据的离线与实时处理，但分布式文件系统不支持视频流数据的数据格式，所以本发明将视频流数据的数据格式转换为分布式文件系统支持的数据格式，由此本发明利用分布式文件系统存储视频流数据，实现了海量视频流数据的录像及回放。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例方法流程示意图；
图2为本发明实施例分布式文件系统结构图；
图3为本发明实施例多路视频流数据并行处理框架结构图；
图4为本发明实施例装置结构示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种视频流数据的录像与回放方法及装置，能够在并行处理框架下，通过分布式文件系统实现海量视频流数据的录像及回放。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
请参阅图1，本发明实施例中视频流数据的录像与回放方法的一个实施例包括：
101、在并行处理框架下采集视频流数据，压缩编码视频流数据，并建立用于查找及定位视频流数据中的每一视频帧数据的关联索引信息；
本实施例中，并行处理框架包括流式并行处理框架strom、轻量级的高性能异步处理框架Disruptor或针对海量多路高并发的视频流数据并行处理框架(VideoStreamingStorm，VSS)。
需要说明的是，在本发明的一些实施例中，VSS中自定义了视频流数据并行处理拓扑结构，用于将多路视频帧数据发送给分布式文件系统，并行处理拓扑结构可参见下文中介绍的图3。
需要说明的是，在本发明的一些实施例中，关联索引信息包含视频帧时间点和视频帧位置的索引，在实际应用中，关联索引信息可以通过写属性文件或者写入一个容器中实现，并通过分布式文件系统保存。
可以理解的是，在并行处理框架下，视频流数据可以为一路视频流数据，也可以为多路视频流数据。
102、通过分布式文件系统中预置的序列化组件将视频流数据的数据格式转换为分布式文件系统支持的数据格式，并通过分布式文件系统中的多个数据块文件依次存储压缩编码后的视频流数据；
需要说明的是，序列化组件可以为ImageConvert及VideoObject。
103、接收来自终端的视频回放请求；
104、根据关联索引信息获取视频回放请求对应的视频流数据；
105、将获取到的视频流数据发送给终端，使得终端通过获取到的视频流数据进行视频播放。
终端包括流媒体服务器以及客户端播放器，流媒体服务器读取视频流数据，并发送给客户端播放器，客户端播放器对视频流数据进行播放。
本实施例中，由于分布式文件系统能实现海量数据的离线与实时处理，但分布式文件系统不支持视频流数据的数据格式，所以本发明将视频流数据的数据格式转换为分布式文件系统支持的数据格式，由此本发明利用分布式文件系统存储视频流数据，实现了海量视频流数据的录像及回放。
需要说明的是，分布式文件系统默认的多个数据格式不支持视频流数据的数据格式，但分布式文件系统提供了自定义数据格式的接口，所以为了能够通过分布式文件系统中的多个数据块文件依次存储压缩编码后的视频流数据，本发明需要对视频流数据的数据格式进行转换，使得转换后的数据格式为分布式文件系统支持的数据格式。
为了保证视频流数据源源不断的发送，保证数据的连续性，在本发明的一些实施例中，压缩编码视频流数据，之后包括：
缓存视频流数据；
封装视频流数据。
可以理解的是，可以将视频流数据封装为视频帧数据，且视频帧数据的数据格式经过序列化组件换换后的数据格式为分布式文件系统支持的数据格式。
进一步的，在本发明的一些实施例中，通过分布式文件系统中的多个数据块文件依次存储压缩编码后的视频流数据具体为：
将视频帧数据写入分布式文件系统的第一数据块文件中，在第一数据块文件存储满后，通过第二数据块文件进行存储，直至存储完视频帧数据。
可以理解的是，上述数据块文件的个数是和视频帧数据的占用空间相关的，在实际应用中，数据块文件的存储空间一般为64M。另外，只有前面一个数据块文件存储满后，才会开始使用下一个数据块文件进行存储，由于虚拟磁盘是由数据块文件组成的，由此提高了虚拟磁盘利用率。
需要说明的是，在实际应用中，分布式文件系统结构图可以如图2所示，图2中，视频流数据以数据块为单位存储于虚拟磁盘中，以二进制文件的形式存在，分布式文件系统由主节点和若干分支节点组成，主节点处理接收数据块文件的访问请求，管理数据块文件的元数据信息，元数据信息主要记录存储数据块文件的索引信息。当有访问请求时，读取数据块文件的元数据信息，进而读取数据块文件在分布式文件系统中的绝对路径。
在本发明的一些实施例中，若视频流包含多路视频流数据，多路视频流数据被封装成多路视频帧数据，多路视频帧数据的数据格式经过序列化组件转换后的数据格式为分布式文件系统支持的数据格式，则封装视频流数据，之后包括：
通过并行处理框架中预置的并行处理拓扑结构将多路视频帧数据发送至分布式文件系统；并行处理拓扑结构可参见图3右半部分。
上述通过分布式文件系统中的多个数据块文件依次存储压缩编码后的视频流数据，具体为：
通过分布式文件系统中的多组数据块文件分别存储多路视频帧数据，其中，每组数据块文件包含多个依次用于存储的数据块文件。
需要说明的是，在实际应用中，海量多路高并发的视频流数据并行处理框架VSS结构图可以如图3所示，图3中，多路视频流数据经环形异步缓冲区缓存，在经过自定义的封装组件封装为一个个消息组元，不间断的发送消息组元到消息队列，保证视频流数据的连续性，并且每个组元会分发一个唯一标识(Identity，ID)，用于记录当前视频流数据的信息，写入组件实现视频流数据的压缩编码写入分布式文件系统中，同时对于视频流数据中的每一个视频帧数据，会将视频帧时间点和视频帧位置信息写入索引。
在本发明的一些实施例中，若关联索引信息包含视频帧时间点和视频帧位置的索引，则上述根据关联索引信息查找视频回放请求对应的视频流数据，包括：
获取视频回放请求中的视频帧时间点；
根据关联索引信息获取视频帧时间点对应的视频帧位置；
根据视频帧位置，读取对应的数据块文件，获取相应的视频帧数据；
解封装视频帧数据，得到相应的视频流数据。
可以理解的是，采用上述方法，能够快速索引到任何时间点的视频帧，提高了效率。
在本发明的一些实施例中，在获取视频回放请求对应的视频流数据后，可以通过多个并发管道缓存视频流数据，终端的流媒体服务器顺序读取并发管道中的视频流数据，终端的客户端播放器对视频流数据进行播放。
需要说明的是，采用上述方法，能够保证视频回放的准确性和连续性。
上面介绍了本发明实施例中的视频流数据的录像与回放方法，下面介绍本发明实施例中的视频流数据的录像与回放装置。请参阅图4，本发明实施例中视频流数据的录像与回放装置一个实施例包括：
视频流数据采集模块201，用于在并行处理框架下采集视频流数据，压缩编码视频流数据，并建立用于查找及定位视频流数据中的每一视频帧数据的关联索引信息；
视频流数据录像管理模块202，用于通过分布式文件系统中预置的序列化组件将视频流数据的数据格式转换为分布式文件系统支持的数据格式，并通过分布式文件系统中的多个数据块文件依次存储压缩编码后的视频流数据；
视频流数据回放模块203，用于接收来自终端的视频回放请求；根据关联索引信息获取视频回放请求对应的视频流数据；将获取到的视频流数据发送给终端，使得终端通过获取到的视频流数据进行视频播放。
本实施例中，由于分布式文件系统能实现海量数据的离线与实时处理，但分布式文件系统不支持视频流数据的数据格式，所以本发明将视频流数据的数据格式转换为分布式文件系统支持的数据格式，由此本发明利用分布式文件系统存储视频流数据，实现了海量视频流数据的录像及回放。
可选的，在本发明的一些实施例中，视频流数据采集模块201，还用于缓存视频流数据；封装视频流数据。
可选的，在本发明的一些实施例中，视频流数据包含多路视频流数据，多路视频流数据被封装成多路视频帧数据，多路视频帧数据的数据格式经过序列化组件转换后的数据格式为分布式文件系统支持的数据格式；
视频流数据采集模块201，还用于通过并行处理框架中预置的并行处理拓扑结构将多路视频帧数据发送至分布式文件系统；
视频流数据录像管理模块202，具体用于通过分布式文件系统中的多组数据块文件分别存储多路视频帧数据，其中，每组数据块文件包含多个依次用于存储的数据块文件。
可选的，在本发明的一些实施例中，视频流数据被封装成视频帧数据，视频帧数据的数据格式经过序列化组件转换后的数据格式为分布式文件系统支持的数据格式；
视频流数据录像管理模块202，具体用于将视频帧数据写入分布式文件系统的第一数据块文件中，在第一数据块文件存储满后，通过第二数据块文件进行存储，直至存储完视频帧数据。
可选的，在本发明的一些实施例中，关联索引信息包含视频帧时间点和视频帧位置的索引；
视频流数据回放模块203，具体用于接收来自终端的视频回放请求；获取视频回放请求中的视频帧时间点；根据关联索引信息获取视频帧时间点对应的视频帧位置；根据视频帧位置，读取对应的数据块文件，获取相应的视频帧数据；解封装视频帧数据，得到相应的视频流数据；将获取到的视频流数据发送给终端，使得终端通过获取到的视频流数据进行视频播放。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种视频流数据的录像与回放方法，其特征在于，包括：
在并行处理框架下采集视频流数据，压缩编码所述视频流数据，并建立用于查找及定位所述视频流数据中的每一视频帧数据的关联索引信息；
通过分布式文件系统中预置的序列化组件将所述视频流数据的数据格式转换为所述分布式文件系统支持的数据格式，并通过所述分布式文件系统中的多个数据块文件依次存储压缩编码后的所述视频流数据；
接收来自终端的视频回放请求；
根据所述关联索引信息获取所述视频回放请求对应的视频流数据；
将获取到的视频流数据发送给所述终端，使得所述终端通过所述获取到的视频流数据进行视频播放。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述压缩编码所述视频流数据，之后包括：
缓存所述视频流数据；
封装所述视频流数据。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
所述视频流数据包含多路视频流数据，所述多路视频流数据被封装成多路视频帧数据，所述多路视频帧数据的数据格式经过所述序列化组件转换后的数据格式为所述分布式文件系统支持的数据格式；
所述封装所述视频流数据，之后包括：
通过所述并行处理框架中预置的并行处理拓扑结构将所述多路视频帧数据发送至所述分布式文件系统；
所述通过所述分布式文件系统中的多个数据块文件依次存储压缩编码后的所述视频流数据，包括：
通过所述分布式文件系统中的多组数据块文件分别存储所述多路视频帧数据，其中，每组数据块文件包含多个依次用于存储的数据块文件。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
所述视频流数据被封装成视频帧数据，所述视频帧数据的数据格式经过所述序列化组件转换后的数据格式为所述分布式文件系统支持的数据格式；
所述通过所述分布式文件系统中的多个数据块文件依次存储压缩编码后的所述视频流数据，包括：
将所述视频帧数据写入所述分布式文件系统的第一数据块文件中，在所述第一数据块文件存储满后，通过第二数据块文件进行存储，直至存储完所述视频帧数据。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，
所述关联索引信息包含视频帧时间点和视频帧位置的索引；
所述根据所述关联索引信息查找所述视频回放请求对应的视频流数据，包括：
获取所述视频回放请求中的视频帧时间点；
根据所述关联索引信息获取所述视频帧时间点对应的视频帧位置；
根据所述视频帧位置，读取对应的数据块文件，获取相应的视频帧数据；
解封装所述视频帧数据，得到相应的视频流数据。
6.一种视频流数据的录像与回放装置，其特征在于，包括：
视频流数据采集模块，用于在并行处理框架下采集视频流数据，压缩编码所述视频流数据，并建立用于查找及定位所述视频流数据中的每一视频帧数据的关联索引信息；
视频流数据录像管理模块，用于通过分布式文件系统中预置的序列化组件将所述视频流数据的数据格式转换为所述分布式文件系统支持的数据格式，并通过所述分布式文件系统中的多个数据块文件依次存储压缩编码后的所述视频流数据；
视频流数据回放模块，用于接收来自终端的视频回放请求；根据所述关联索引信息获取所述视频回放请求对应的视频流数据；将获取到的视频流数据发送给所述终端，使得所述终端通过所述获取到的视频流数据进行视频播放。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述视频流数据采集模块，还用于缓存所述视频流数据；封装所述视频流数据。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述视频流数据包含多路视频流数据，所述多路视频流数据被封装成多路视频帧数据，所述多路视频帧数据的数据格式经过所述序列化组件转换后的数据格式为所述分布式文件系统支持的数据格式；
所述视频流数据采集模块，还用于通过所述并行处理框架中预置的并行处理拓扑结构将所述多路视频帧数据发送至所述分布式文件系统；
所述视频流数据录像管理模块，具体用于通过所述分布式文件系统中的多组数据块文件分别存储所述多路视频帧数据，其中，每组数据块文件包含多个依次用于存储的数据块文件。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述视频流数据被封装成视频帧数据，所述视频帧数据的数据格式经过所述序列化组件转换后的数据格式为所述分布式文件系统支持的数据格式；
所述视频流数据录像管理模块，具体用于将所述视频帧数据写入所述分布式文件系统的第一数据块文件中，在所述第一数据块文件存储满后，通过第二数据块文件进行存储，直至存储完所述视频帧数据。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述关联索引信息包含视频帧时间点和视频帧位置的索引；
所述视频流数据回放模块，具体用于接收来自终端的视频回放请求；获取所述视频回放请求中的视频帧时间点；根据所述关联索引信息获取所述视频帧时间点对应的视频帧位置；根据所述视频帧位置，读取对应的数据块文件，获取相应的视频帧数据；解封装所述视频帧数据，得到相应的视频流数据；将获取到的视频流数据发送给所述终端，使得所述终端通过所述获取到的视频流数据进行视频播放。
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