CN108415855A - 录影文件存储方法及装置、计算机装置及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种录影文件存储方法及装置、计算机装置及存储介质，该方法包括获取编码器输出的音视频信号，根据音视频信号产生TS文件包的数据，获取多个TS文件包，且输出多个TS文件包至第一缓存单元，并且判断第一缓存单元是否满足数据输出的条件，如是，将第一缓存单元内所有的TS文件包输出至第二缓存单元，并且判断第二缓存单元是否满足数据写入的条件，如是，将第二缓存单元内所有的TS文件包的数据存储至存储单元。该装置用于实现上述的录影文件存储方法。本发明还提供实现上述方法的计算机装置以及存储介质。本发明同时具备兼容性好、存储效率高、安全性高以及实时性好等功能。

Description

录影文件存储方法及装置、计算机装置及存储介质
技术领域
本发明涉及音视频处理技术领域，具体的，涉及一种基于两级缓存的录影文件存储方法以及实现这种方法的录影文件存储装置，还涉及应用该方法的计算机装置以及存储介质。
背景技术
行车记录仪即记录车辆行驶途中的影像及声音等相关资讯的仪器，可以实时地将车辆前后的场景通过摄像头采集后，编码成录影文件保存到内置的SD存储卡中。安装行车记录仪后，通过发动引擎随时可透过高清镜头记录汽车行驶全过程的视频图像和声音，可为交通事故提供证据，一旦有意外发生，便可作为处理事故的依据，保障驾驶人员的自我权利。
但是发生交通事故的时候往往可能行车记录仪也存在断电的情形，这时候如果由于延时导致断电时的事故场景没有实时记录下来，那么行车记录仪的实用性就变得很低了。
由此可见，行车记录仪产品对录像文件的实时保存提出了非常高的要求，对录像文件的安全性和完整性也有非常高的要求，现有的大多数产品在这方面都有待提高。
发明内容
本发明的第一目的是提供一种通过两级缓存区对音视频数据进行实时写入的录影文件存储方法。
本发明的第二目的是提供一种兼容性好、存储效率高、安全性高以及实时性好的录影文件存储装置。
本发明的第三目的是提供一种能够实现上述录影文件存储方法的计算机装置。
本发明的第四目的是提供一种能够实现上述录影文件存储方法的存储介质。
为了实现上述的第一目的，本发明提供的录影文件存储方法，包括获取编码器输出的音视频信号，根据音视频信号产生TS文件包的数据，其中，音视频信号包括音频信号和视频信号；获取多个TS文件包，且输出多个TS文件包至第一缓存单元，并且判断第一缓存单元是否满足数据输出的条件，若判断结果为是，将第一缓存单元内所有的TS文件包输出至第二缓存单元，并且判断第二缓存单元是否满足数据写入的条件；若判断结果为是，将第二缓存单元内所有的TS文件包的数据存储至存储单元。
由上述方案可见，本发明的录影文件存储方法通过将获取到的音视频信号进行封装成TS码流格式后，以TS文件包为单元送入第一缓存单元，当第一缓存单元数据存满后，TS码流数据送往第二缓存单元，TS码流数据在第二缓存单元中不断累积增加，当达到一定阈值时，触发媒体数据写卡线程，开始将TS码流数据写入存储单元中，可以确保TS码流数据实时稳定的写入存储单元。
此外，通过采用二级缓冲机制，减少了行车记录仪断电时的数据丢失量，不但可以提高录像应用的性能和效率，同时也能够保证录像数据写入存储单元的及时性和录像数据的安全性。
进一步的方案是，将音视频信号转换成TS码流信号，并且将预设数量的TS码流信号封装成TS文件包。
由此可见，TS格式是高清摄像机拍摄下进行的封装格式，通过采用TS格式对录影文件进行封装，能够非常好的适用于行车记录仪这种实时录影数据的保存。
进一步的方案是，连续获取多个TS文件包，判断第一缓存单元剩余的存储空间是否低于第一设定阈值，如是，则确定第一缓存单元满足数据输出的条件。
进一步的方案是，连续获取第一缓存单元内的TS文件包，判断第二缓存单元剩余的存储空间是否低于第二设定阈值，如是，则确定第二缓存单元满足数据写入的条件。
可见，第一缓存单元的设计主要是为了接收TS格式的封包数据，第二缓存单元的设计主要是为了接收第一缓存单元的数据，其大小设计为第一缓存单元的若干倍，同时需要考虑录影文件的分辨率和码率。
另外，当第一缓存单元剩余的存储空间低于第一设定阈值时，将第一缓存单元内所有的数据包送往第二缓存单元，第二缓存单元可以循环读写数据，当第二缓存单元剩余的存储空间低于第二设定阈值时，就将第二缓存单元内所有的TS码流数据写入存储单元中，能够提高录像文件存储的效率，两级缓存机制高效且不影响应用的效率，数据读写效率较高。
为了实现上述的第二目的，本发明提供一种录影文件存储装置，该装置包括数据处理模块，用于获取编码器输出的音视频信号的数据，根据音视频信号产生TS文件包的数据；数据缓存模块，用于获取多个TS文件包，且输出多个TS文件包至第一缓存单元，并且判断第一缓存单元是否满足数据输出的条件，若判断结果为是，将第一缓存单元内所有的TS文件包输出至第二缓存单元，并且判断第二缓存单元是否满足数据写入的条件；数据写入模块，若确认第二缓存单元满足数据写入的条件后，将第二缓存单元内所有的TS文件包的数据存储至存储单元。
进一步的方案是，将音视频信号转换成TS码流信号，并且将预设数量的TS码流信号封装成TS文件包。
进一步的方案是，连续获取多个TS文件包，判断第一缓存单元剩余的存储空间是否低于第一设定阈值，如是，则确定第一缓存单元满足数据输出的条件。
进一步的方案是，连续获取第一缓存单元内的TS文件包，判断第二缓存单元剩余的存储空间是否低于第一设定阈值，如是，则确定第二缓存单元满足数据写入的条件。
由上述方案可见，本发明的录影文件存储装置通过数据处理模块将获取到的音视频信号进行封装成TS码流格式后，以TS文件包为单元送入第一缓存单元，当第一缓存单元数据存满后，TS码流数据送往第二缓存单元，TS码流数据在第二缓存单元中不断累积增加，当达到一定阈值时，触发媒体数据写卡线程，开始将TS码流数据写入存储单元中，可以确保TS码流数据实时稳定的写入存储单元。
此外，通过采用二级缓冲机制，减少了行车记录仪断电时的数据丢失量，不但可以提高录像应用的性能和效率，同时也能够保证录像数据写入存储单元的及时性和录像数据的安全性。
为了实现上述第三目的，本发明提供的计算机装置包括处理器，处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现如本发明录影文件存储方法的各个步骤。
为了实现上述第四目的，本发明提供的存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，实现如本发明录影文件存储方法的各个步骤。
附图说明
图1是本发明录影文件存储方法实施例的流程框图。
图2是本发明录影文件存储装置实施例中应用录影文件存储装置的电子设备的原理框图。
图3是本发明录影文件存储装置实施例的原理框图。
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
本发明的录影文件存储方法应用在诸如车载设备或者视频播放设备等终端上，还可用于需要低延时录像的设备上，针对产品对录像文件的实时性和安全性的要求，设计了一套使用二级缓冲机制来保证音视频数据能够实时稳定的写入SD存储卡的方案。本发明录影文件存储装置是应用在显示终端上用于实现录影文件存储方法的装置。并且，本发明还提供一种计算机装置，该计算机装置包括有处理器，处理器可以执行应用程序的指令，从而实现上述录影文件存储方法的各个步骤。本发明的提供的存储介质上存储有计算机程序，且计算机程序被处理器执行时实现上述的录影文件存储方法的各个步骤。
录影文件存储方法实施例：
参见图1，本发明的录影文件存储方法在对音视频数据进行处理时，首先，执行步骤S1，获取编码器输出的音视频信号，根据音视频信号产生TS文件包的数据，TS文件即高清摄像机拍摄下进行的封装格式，TS文件包即将预设数量的TS文件封装成包的形式。其中，将音视频信号转换成TS码流信号，并且将预设数量的TS码流信号封装成TS文件包。当然，在具体应用中，在执行步骤S1之前，还应执行一个获取外界音视频数据的步骤，在该步骤中，可以通过摄像装置来捕获外界的图像信息，并将该图像信息传输至编码器，其中，摄像装置可以是摄像头等可以拍摄照片、录制视频的设备。
在本实施例中，本发明采用TS格式对录影文件进行封装，TS格式是高清摄像机拍摄下进行的封装格式，通过采用TS格式对录影文件进行封装，能够非常好的适用于行车记录仪这种实时录影数据的保存。
然后，执行步骤S2，获取多个TS文件包，且输出多个TS文件包至第一缓存单元。其中，第一缓存单元的设计主要是为了接收TS格式的封包数据，通过数据封装模块将视频数据和音频数据依照TS格式的规格进行切割和封包，对每一个数据包封装好后放入第一缓存单元。
接着，执行步骤S3，判断第一缓存单元是否满足数据输出的条件。其中，连续获取多个TS文件包，判断第一缓存单元剩余的存储空间是否低于第一设定阈值，如是，则确定第一缓存单元满足数据输出的条件。优选地，第一缓存单元是连续的一段内存，大小设置为128k，同时分配缓冲器(buffer)的时候确保“4K对齐”。其中，“4K对齐”就是符合“4K扇区”定义格式化过的硬盘，并且按照“4K扇区”的规则写入数据。
然后，如确认第一缓存单元满足数据输出的条件后，则执行步骤S4，将第一缓存单元内所有的TS文件包输出至第二缓存单元。其中，第二缓存单元的设计主要是为了接收第一缓存单元的数据，其大小设计为第一缓存单元的整数倍，例如，第二缓存单元的大小可以是第一缓存单元的3至5倍，同时需要考虑录影文件的分辨率和码率，且可以安全的异步读和写。
然后，则执行步骤S5，判断第二缓存单元是否满足数据写入的条件。其中，第二缓存单元是一个环形的缓冲区，可以循环读写，可以连续获取第一缓存单元内的TS文件包。接着，判断第二缓存单元剩余的存储空间是否低于第二设定阈值，如是，则确定第二缓存单元满足数据写入的条件。
然后，如确认第二缓存单元满足数据写入的条件后，则执行步骤S6，将第二缓存单元内所有的TS文件包的数据存储至存储单元。其中，可以通过数据写入模块将第二缓存单元内的数据写入到物理存储介质中，确保数据安全地写入完成，可见，第一缓存单元和第二缓存单元配合运行的机制可以实时安全的将数据写入物理存储卡。优选地，存储单元可以是SD存储卡。
在具体应用中，在写入数据时，调用fwrite()函数将数据写入SD存储卡时，并不是真正的把数据实时的存储到了物理介质，数据存储的过程中还有操作系统的缓存I/O机制，例如，在Linux的缓存I/O机制中，操作系统会将I/O的数据缓存在文件系统的页缓存(pagecache)中，也就是说，数据会先被拷贝到操作系统内核的缓冲区中，然后才会从操作系统内核的缓冲区拷贝到应用程序的地址空间，或者将数据从页缓存直接写回到磁盘上，而不能直接在应用程序地址空间和磁盘之间进行数据传输。其中，fwrite()是C语言标准库中的一个文件处理函数，功能是向指定的文件中写入若干数据块，如成功执行则返回实际写入的数据块数目。
所以，在本实施例中，采用了二级缓存机制，应用将所有TS文件包的数据先放入第一缓存单元，当第一缓存单元内存存满了后数据被送往第二缓存单元，数据写入模块将第二缓存单元内的数据安全完整地写入物理存储卡，确保数据写入到物理介质后该数据写入模块才会继续进行下一步的工作。
具体地，当第一缓存单元剩余的存储空间低于第一设定阈值时，将第一缓存单元内所有的数据包送往第二缓存单元，第二缓存单元可以循环读写数据，当第二缓存单元剩余的存储空间低于第二设定阈值时，就将第二缓存单元内所有的TS码流数据写入存储单元中，能够提高录像文件存储的效率，两级缓存机制高效且不影响应用的效率，数据读写效率较高。
由此可见，本发明的录影文件存储方法通过将获取到的音视频信号进行封装成TS码流格式后，以TS文件包为单元送入第一缓存单元，当第一缓存单元数据存满后，TS码流数据送往第二缓存单元，TS码流数据在第二缓存单元中不断累积增加，当达到一定阈值时，触发媒体数据写卡线程，开始将TS码流数据写入存储单元中，可以确保TS码流数据实时稳定的写入存储单元。
此外，通过采用二级缓冲机制，减少了行车记录仪断电时的数据丢失量，不但可以提高录像应用的性能和效率，同时也能够保证录像数据写入SD存储卡的及时性和录像数据的安全性。
录影文件存储装置实施例：
参见图2与图3，本发明的录影文件存储装置是运行在处理器上的软件程序，应用本发明录影文件存储装置的电子设备包括摄像装置1、编码器2、处理器3以及存储单元4，其中，录影文件存储装置是由处理器3上运行有应用程序实现的，且录影文件存储装置包括数据处理模块31、数据缓存模块32以及数据写入模块33。
数据处理模块31用于获取编码器2输出的音视频信号的数据，并且根据音视频信号产生TS文件包的数据。其中，数据处理模块31包括数据采集模块和数据封装模块，数据采集模块分别将编码器2输出的音频数据和视频数据送往数据封装模块，数据封装模块可以将音频数据和视频数据依照TS格式的规格进行切割和封包，对每一个数据包封装好后放入第一缓存单元。
数据缓存模块32用于获取多个TS文件包，且输出多个TS文件包至第一缓存单元，并且判断第一缓存单元是否满足数据输出的条件，若判断结果为是，将第一缓存单元内所有的TS文件包输出至第二缓存单元，并且判断第二缓存单元是否满足数据写入的条件。其中，当第一缓存单元剩余的存储空间低于第一设定阈值时，将第一缓存单元内所有的数据包送往第二缓存单元，第二缓存单元可以循环读写数据，当第二缓存单元剩余的存储空间低于第二设定阈值时，可以确定第二缓存单元满足数据写入的条件。
数据写入模块33用于在确认第二缓存单元满足数据写入的条件后，将第二缓存单元内所有的TS文件包的数据存储至存储单元。其中，数据写入模块33负责将第二缓存单元的数据安全完整地写入物理存储卡，确保数据写入到物理介质后数据写入模块33才会继续进行下一步的操作。
在本实施例中，数据封装模块和数据写入模块33的运行是可以异步进行的，然而，数据进入第二缓存单元和数据流出第二缓存单元是同时进行的，数据进入第二缓存单元是一个短耗时动作，而数据流出第二缓存单元是一个长耗时动作。异步的设计可以确保数据写入模块33的耗时操作，并不会影响数据封装模块的运行，这大大提高了系统实时录影的效率，同时异步的设计也可以保证数据写入模块33在写入速度过慢时不会丢帧。
由于数据写入模块33是一个单独的线程，其在等待数据写入物理介质完成的期间，应用层是完全不受影响的，应用层继续通过数据封装模块将数据送入第一缓存单元。数据封装模块和数据写入模块33在两个缓存单元的配合下高效独立的工作，保证了数据的安全性和完整性，当行车记录仪系统发生掉电后，可以避免系统无法确保缓存I/O机制中的数据安全完整的写入到物理存储介质从而造成数据丢失的安全隐患。
在本实施例中，本发明采用二级缓存技术，通过将摄像装置1采集到的数据送入编码器2进行编码后，数据封装模块采用TS格式进行封装，并且将封装后的数据放入第一缓存单元，同时设置一个大小是第一缓存单元倍数的第二缓存单元，当第一缓存单元内存存满了后数据被送往第二缓存单元，数据写入模块33将第二缓存单元内的数据不断的写入SD存储卡，不但提高了录像应用的性能和效率，同时也能够保证录像数据写入SD存储卡的及时性，从而保证了录像数据的安全性。
所以，本发明的录影文件存储装置通过数据处理模块31将获取到的音视频信号进行封装成TS码流格式后，以TS文件包为单元送入第一缓存单元，当第一缓存单元数据存满后，TS码流数据送往第二缓存单元，TS码流数据在第二缓存单元中不断累积增加，当达到一定阈值时，触发媒体数据写卡线程，数据写入模块33开始将TS码流数据写入存储单元4中，可以确保TS码流数据实时稳定的写入存储单元4。
此外，通过采用二级缓冲机制，减少了行车记录仪断电时的数据丢失量，不但可以提高录像应用的性能和效率，同时也能够保证录像数据写入SD存储卡的及时性和录像数据的安全性。
计算机装置实施例：
本实施例的计算机装置包括有处理器、存储器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，例如用于实现上述信息处理方法的信息处理程序。处理器执行计算机程序时实现上述录影文件存储方法的各个步骤。
例如，计算机程序可以被分割成一个或多个模块，一个或者多个模块被存储在存储器中，并由处理器执行，以完成本发明的各个模块。一个或多个模块可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述计算机程序在终端设备中的执行过程。
需要说明的是，终端设备可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。终端设备可包括，但不仅限于，处理器、存储器。本领域技术人员可以理解，本发明的示意图仅仅是终端设备的示例，并不构成对终端设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
本发明所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器 (Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application 规格ific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列 (Field-Programmable Gate Array，FPGA) 或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，处理器是终端设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个终端设备的各个部分。
存储器可用于存储计算机程序和/或模块，处理器通过运行或执行存储在存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现终端设备的各种功能。存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序（比如声音播放功能、图像播放功能等）等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据（比如音频数据、电话本等）等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡（SmartMedia Card, SMC），安全数字（Secure Digital, SD）卡，闪存卡（Flash Card）、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
存储介质实施例：
本发明的存储介质可以是被计算机装置的处理器所读取的任何形式的存储介质，包括但不限于非易失性存储器、易失性存储器、铁电存储器等，存储介质上存储有计算机程序，当计算机装置的处理器读取并执行存储器中所存储的计算机程序时，可实现上述各个录影文件存储方法的各个步骤。
其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
需要说明的是，以上仅为本发明的优选实施例，但发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明做出的非实质性修改，也均落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.录影文件存储方法，其特征在于，包括：
获取编码器输出的音视频信号，根据所述音视频信号产生TS文件包的数据，其中，所述音视频信号包括音频信号和视频信号；
获取多个所述TS文件包，且输出多个所述TS文件包至第一缓存单元，并且判断所述第一缓存单元是否满足数据输出的条件，若判断结果为是，将所述第一缓存单元内所有的TS文件包输出至第二缓存单元，并且判断所述第二缓存单元是否满足数据写入的条件；若判断结果为是，将所述第二缓存单元内所有的TS文件包的数据存储至存储单元。
2.根据权利要求1所述的录影文件存储方法，其特征在于，所述根据所述音视频信号产生TS文件包的数据，包括：
将所述音视频信号转换成TS码流信号，并且将预设数量的所述TS码流信号封装成所述TS文件包。
3.根据权利要求1所述的录影文件存储方法，其特征在于，所述判断第一缓存单元是否满足数据输出的条件包括：
连续获取多个所述TS文件包，判断所述第一缓存单元剩余的存储空间是否低于第一设定阈值，如是，则确定所述第一缓存单元满足数据输出的条件。
4.根据权利要求1或2所述的录影文件存储方法，其特征在于，所述判断所述第二缓存单元是否满足数据写入的条件包括：
连续获取所述第一缓存单元内的TS文件包，判断所述第二缓存单元剩余的存储空间是否低于第二设定阈值，如是，则确定所述第二缓存单元满足数据写入的条件。
5.录影文件存储装置，其特征在于，所述装置包括：
数据处理模块，用于获取编码器输出的音视频信号的数据，根据所述音视频信号产生TS文件包的数据；
数据缓存模块，用于获取多个所述TS文件包，且输出多个所述TS文件包至第一缓存单元，并且判断所述第一缓存单元是否满足数据输出的条件，若判断结果为是，将所述第一缓存单元内所有的TS文件包输出至第二缓存单元，并且判断所述第二缓存单元是否满足数据写入的条件；
数据写入模块，若确认所述第二缓存单元满足数据写入的条件后，将所述第二缓存单元内所有的TS文件包的数据存储至存储单元。
6.根据权利要求5所述的录影文件存储装置，其特征在于，所述数据处理模块根据所述音视频信号产生TS文件包的数据，包括：
将所述音视频信号转换成TS码流信号，并且将预设数量的所述TS码流信号封装成所述TS文件包。
7.根据权利要求5所述的录影文件存储装置，其特征在于，所述判断第一缓存单元是否满足数据输出的条件包括：
连续获取多个所述TS文件包，判断所述第一缓存单元剩余的存储空间是否低于第一设定阈值，如是，则确定所述第一缓存单元满足数据输出的条件。
8.根据权利要求5或6所述的录影文件存储装置，其特征在于，所述判断所述第二缓存单元是否满足数据写入的条件包括：
连续获取所述第一缓存单元内的TS文件包，判断所述第二缓存单元剩余的存储空间是否低于第一设定阈值，如是，则确定所述第二缓存单元满足数据写入的条件。
9.一种计算机装置，其特征在于，包括处理器以及存储器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至4任一项所述录影文件存储方法的步骤。
10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述录影文件存储方法的步骤。
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