CN108614853A - 一种多数据源信息同步混合存储与回放系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明所述的一种多路音视频和数据实时同步存储与回放系统及方法，针对采集信息的分类、特点、以及存储要求，构建了装备相关信息元数据框架，作为数据描述和存储的规范，设计信息综合存储方法，对采集到的装备状态、测量数据、音视频数据、环境参数和指挥调度等信息进行封装，主控系统按照时间轴顺序将采集的各类信息综合存储在一个文件中，为装备运行提供全面、完整的信息；回放过程需要创建回放时间轴，将回放开始时间与任务开始时间对应起来，建立回放参考时钟，回放时依次读取文件中的每一条信息，判断信息类型，对比回放参考时钟的时间，适时在对应的窗体进行展示。本发明能有效解决任务中与装备相关的信息存储分散、关联性差、难以综合利用的问题。

Description

一种多数据源信息同步混合存储与回放系统及方法

技术领域：

本发明涉及计算机应用领域，尤其是涉及一种多数据源信息同步混合存储与回放系统及方法。

背景技术：

装备在执行任务期间，会在各阶段产生各类与任务相关的信息，如指挥层面的任务计划、指挥调度指令、外部环境等，装备保障层面如开关机时间、测量数据、装备工作方式及测量对象等，这些信息有些是通过电子设备自动存储成电子文档的，有些是人工记录在纸质文档中，有些信息并没有记录，这就造成与任务相关的装备信息记录不全、存储位置分散、存储介质不同、后处理整合难度大等问题，阻碍了信息系统的数据交换与共享，数据质量和安全性不可控，在信息完整性、准确性方面难以保证，数据难以再利用，其后续的科研价值和服务能力难以挖掘。

发明内容：

为了克服上述的不足，本发明提供了一种多数据源信息同步混合存储与回放系统及方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案：

一种多数据源信息同步混合存储与回放系统，包括数据采集设备、主控系统和授时装置；

所述数据采集设备包括音频采集设备、视频录取设备和测量装备，用于采集音频数据、视频数据、装备测量数据；

所述授时装置为数据采集设备提供标准时间，为未联网计算机提供串口授时，消除时间不同步造成数据存储紊乱、事后回放时间失步的问题；

所述主控系统包括音频处理模块、视频处理模块、手动录入模块、装备数据接收模块、数据封装模块、数据缓存排序模块和数据存储模块；

所述手动录入模块用于人工录入任务文书、装备状态数据、气象信息数据、指挥调度口令数据和文件信息数据；

所述音频处理模块为音频数据的接收和处理；

所述视频处理模块为多路视频数据的接收、处理和实时显示；

所述装备数据接收模块，通过串行或网络接口接收数据采集装备采集的数据，并进行解析，可在窗体中进行实时数据显示；

所述数据封装模块为音频数据、视频数据、装备测量数据、任务文书、装备状态、气象信息、指挥调度口令数据和文件信息数据提供一种描述规范，以此进行数据封装，优化存储结构，便于数据检索；

所述数据缓存排序模块，将数据先缓存2秒钟时间，然后按照数据中的时间戳进行升序排序；

所述数据存储模块，将数据缓存排序模块中排好序的二分之一数据以二进制流的形式存储在同一个文件中，文件头部还包含版本、任务信息、设备信息的内容，剩余的数据将与后面接收到数据重新进行排序。

所述装备数据接收模块包括音频数据接收模块、视频数据接收模块、测量装备数据接收模块。

一种多数据源信息同步混合存储与回放方法，包括存储方法和回放方法；

存储方法包括如下步骤：

a、统一时间

采用授时装置为音频采集设备、视频录取设备、测量装备和主控系统提供标准统一的时间，为未联网计算机提供串口授时，消除时间不同步造成数据存储紊乱、事后回放时间失步的问题；

b、数据接收与处理

b1、音频数据采集，计算机通过麦克风或LineIn接口接收音频数据，送到音频数据接收模块，系统的音频处理模块将音频片段化后进行声强检测，以1/8秒的采样数据量作为一个声音片段进行处理单元，通过检测该片段声波幅度值与设定的阈值对比情况，判断是否为有效声音数据，该阈值的设定取决于环境噪声，再通过连续多个声音片段处理，实现了声音起始判断、短杂音滤除、静默期不录音的功能，可以大大减少音频存储空间；

b2、视频数据采集，主控系统工作时先登录视频录取设备，视频录取设备将视频数据传递到视频数据接收模块，视频处理模块通过SDK实时获取视频流并截取图像，将图像按照用户设定的帧率和分辨率进行转换存储；

b3、测量装备采集测量数据传递给测量装备数据接收模块；

b4、手动录入模块人工录入任务文书、装备状态数据、气象信息数据、指挥调度口令数据和任务信息；

c、数据的封装

将上述步骤b中各个模块处理后的数据传递到数据封装模块进行封装，数据封装模块为装备数据接收模块中的数据提供一种描述规范，具体如下表

为保证存储在文件中的各类数据是按照采集的时间先后排列的，在实现各采集设备时间同步的基础上，对采集的信息进行封装时加上时间戳；

d数据缓存排序与存储

由于数据到达存储系统时间顺序并非数据采集时间顺序，所以系统将步骤c中封装后的数据进行2秒钟缓存，然后按照时间戳进行排序，将排序靠前的数据存储到数据存储模块，剩余的数据与后续接收到的数据再进行排序，然后再按照排序靠前的数据存储到数据存储模块，直至所有数据存储完毕；

回放方法：

回放系统读取数据存储模块头部的设备信息，根据这些信息配置回放窗口；创建回放时间轴，将回放开始时间与任务开始时间对应起来，建立回放参考时钟；回放时依次读取数据存储模块中的每一条信息，判断信息类型，如果是音频信息，则加入播放队列，如果是视频信息，根据信息中记录的摄像机名称，再对应视频窗口显示；如果是装备测量数据，那么对其依次进行坐标变换、数据显示、绘制航迹；如果是其他类型信息，如任务信息或环境信息、或指挥调度口令信息，那么直接再对应窗体显示，对比回放参考时钟的时间，适时在对应的窗体进行展示，如果数据读取完毕，那么结束。

如果信息块的时间早于回放参考时间，则进行等待，直到两者时间相等；如果信息块的时间晚于回放参考时间，则立即播放这块信息，以使播放进度追上参考时钟。

回放系统提供回放速度、是否播放音频和视频、暂停回放功能选择。

由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下优越性：

本发明所述的一种多数据源信息同步混合存储与回放系统及方法，针对采集信息的分类、特点、以及存储要求，构建了装备相关信息元数据框架，作为数据描述和存储的规范，设计信息综合存储方法，对采集到的装备状态、测量数据、音视频数据、环境参数和指挥调度等信息进行封装，主控系统按照时间轴顺序将采集的各类信息综合存储在一个文件中，为装备运行提供全面、完整的信息；回放过程需要创建回放时间轴，将回放开始时间与任务开始时间对应起来，建立回放参考时钟，回放时依次读取文件中的每一条信息，判断信息类型，对比回放参考时钟的时间，适时在对应的窗体进行展示。本发明能有效解决任务中与测量装备相关的信息存储分散、关联性差、难以综合利用的问题。

附图说明：

图1为本发明声音处理流程示意图；

图2是本发明回放程序流程示意图；

图3是本发明的系统简图。

具体实施方式：

通过下面实施例可以更详细的解释本发明，公开本发明的目的旨在保护本发明范围内的一切变化和改进，本发明并不局限于下面的实施例；

结合附图所述的一种多数据源信息同步混合存储与回放系统，包括数据采集设备、主控系统和授时装置；

所述数据采集设备包括音频采集设备、视频录取设备和测量装备，用于采集音频数据、视频数据、装备测量数据；

所述授时装置为数据采集设备提供标准时间，为未联网计算机提供串口授时，消除时间不同步造成数据存储紊乱、事后回放时间失步的问题；

所述主控系统包括音频处理模块、视频处理模块、手动录入模块、装备数据接收模块、数据封装模块、数据缓存排序模块和数据存储模块；

所述手动录入模块用于人工录入任务文书、装备状态数据、气象信息数据、指挥调度口令数据和文件信息数据；

所述音频处理模块为音频数据的接收和处理；

所述视频处理模块为多路视频数据的接收、处理和实时显示；

所述装备数据接收模块，通过串行或网络接口接收数据采集装备采集的数据，并进行解析，可在窗体中进行实时数据显示；

所述数据封装模块为音频数据、视频数据、装备测量数据、任务文书、装备状态、气象信息、指挥调度口令数据和文件信息数据提供一种描述规范，以此进行数据封装，优化存储结构，便于数据检索；

所述数据缓存排序模块，将数据先缓存2秒钟时间，然后按照数据中的时间戳进行升序排序；

所述数据存储模块，将数据缓存排序模块中排好序的二分之一数据以二进制流的形式存储在同一个文件中，文件头部还包含版本、任务信息、设备信息的内容，剩余的数据将与后面接收到数据重新进行排序。

所述装备数据接收模块包括音频数据接收模块、视频数据接收模块、测量装备数据接收模块。

一种多数据源信息同步混合存储与回放方法，包括存储方法和回放方法；

存储方法包括如下步骤：

a、统一时间

采用授时装置为音频采集设备、视频录取设备、测量装备和主控系统提供标准统一的时间，为未联网计算机提供串口授时，消除时间不同步造成数据存储紊乱、事后回放时间失步的问题；

b、数据接收与处理

b1、音频数据采集，如附图1所示，计算机通过麦克风或LineIn接口接收音频数据，送到音频数据接收模块，系统的音频处理模块将音频片段化后进行声强检测，以1/8秒的采样数据量作为一个声音片段进行处理单元，通过检测该片段声波幅度值与设定的阈值对比情况，判断是否为有效声音数据，该阈值的设定取决于环境噪声，再通过连续多个声音片段处理，实现了声音起始判断、短杂音滤除、静默期不录音的功能，可以大大减少音频存储空间；

b2、视频数据采集，主控系统工作时先登录视频录取设备，视频录取设备将视频数据传递到视频数据接收模块，视频处理模块通过SDK实时获取视频流并截取图像，将图像按照用户设定的帧率和分辨率进行转换存储；

b3、测量装备采集测量数据传递给测量装备数据接收模块；

b4、手动录入模块人工录入任务文书、装备状态数据、气象信息数据、指挥调度口令数据和任务信息；

c、数据的封装

将上述步骤b中各个模块处理后的数据传递到数据封装模块进行封装，数据封装模块为装备数据接收模块中的数据提供一种描述规范，具体如下表

为保证存储在文件中的各类数据是按照采集的时间先后排列的，在实现各采集设备时间同步的基础上，对采集的信息进行封装时加上时间戳；

d数据缓存排序与存储

由于数据到达存储系统时间顺序并非数据采集时间顺序，所以系统将步骤c中封装后的数据进行2秒钟缓存，然后按照时间戳进行排序，将排序靠前的数据存储到数据存储模块，剩余的数据与后续接收到的数据再进行排序，然后再按照排序靠前的数据存储到数据存储模块，直至所有数据存储完毕；

回放方法：

如附图2所示，回放系统读取数据存储模块头部的设备信息，根据这些信息配置回放窗口；创建回放时间轴，将回放开始时间与任务开始时间对应起来，建立回放参考时钟；回放时依次读取数据存储模块中的每一条信息，判断信息类型，如果是音频信息，则加入播放队列，如果是视频信息，根据信息中记录的摄像机名称，再对应视频窗口显示；如果是装备测量数据，那么对其依次进行坐标变换、数据显示、绘制航迹；如果是其他类型信息，如任务信息或环境信息、或指挥调度口令信息，那么直接再对应窗体显示，对比回放参考时钟的时间，适时在对应的窗体进行展示，如果数据读取完毕，那么结束。

如果信息块的时间早于回放参考时间，则进行等待，直到两者时间相等；如果信息块的时间晚于回放参考时间，则立即播放这块信息，以使播放进度追上参考时钟。

回放系统提供回放速度、是否播放音频和视频、暂停回放功能选择。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

以上内容中未细述部份为现有技术，故未做细述。

Claims (5)

1.一种多数据源信息同步混合存储与回放系统，其特征在于：包括数据采集设备、主控系统和授时装置；

所述数据采集设备包括音频采集设备、视频录取设备和测量装备，用于采集音频数据、视频数据、装备测量数据；

所述授时装置为数据采集设备提供标准时间，为未联网计算机提供串口授时，消除时间不同步造成数据存储紊乱、事后回放时间失步的问题；

所述主控系统包括音频处理模块、视频处理模块、手动录入模块、装备数据接收模块、数据封装模块、数据缓存排序模块和数据存储模块；

所述手动录入模块用于人工录入任务文书、装备状态数据、气象信息数据、指挥调度口令数据和文件信息数据；

所述音频处理模块为音频数据的接收和处理；

所述视频处理模块为多路视频数据的接收、处理和实时显示；

所述装备数据接收模块，通过串行或网络接口接收数据采集装备采集的数据，并进行解析，可在窗体中进行实时数据显示；

所述数据封装模块为音频数据、视频数据、装备测量数据、任务文书、装备状态、气象信息、指挥调度口令数据和文件信息数据提供一种描述规范，以此进行数据封装，优化存储结构，便于数据检索；

所述数据缓存排序模块，将数据先缓存2秒钟时间，然后按照数据中的时间戳进行升序排序；

所述数据存储模块，将数据缓存排序模块中排好序的二分之一数据以二进制流的形式存储在同一个文件中，文件头部还包含版本、任务信息、设备信息的内容，剩余的数据将与后面接收到数据重新进行排序。

2.根据权利要求1所述的一种多数据源信息同步混合存储与回放系统，其特征在于：所述装备数据接收模块包括音频数据接收模块、视频数据接收模块、测量装备数据接收模块。

3.一种多数据源信息同步混合存储与回放方法，其特征在于：包括存储方法和回放方法；

存储方法包括如下步骤：

a、统一时间

采用授时装置为音频采集设备、视频录取设备、测量装备和主控系统提供标准统一的时间，为未联网计算机提供串口授时，消除时间不同步造成数据存储紊乱、事后回放时间失步的问题；

b、数据接收与处理

b1、音频数据采集，计算机通过麦克风或LineIn接口接收音频数据，送到音频数据接收模块，系统的音频处理模块将音频片段化后进行声强检测，以1/8秒的采样数据量作为一个声音片段进行处理单元，通过检测该片段声波幅度值与设定的阈值对比情况，判断是否为有效声音数据，该阈值的设定取决于环境噪声，再通过连续多个声音片段处理，实现了声音起始判断、短杂音滤除、静默期不录音的功能，可以大大减少音频存储空间；

b2、视频数据采集，主控系统工作时先登录视频录取设备，视频录取设备将视频数据传递到视频数据接收模块，视频处理模块通过SDK实时获取视频流并截取图像，将图像按照用户设定的帧率和分辨率进行转换存储；

b3、测量装备采集测量数据传递给测量装备数据接收模块；

b4、手动录入模块人工录入任务文书、装备状态数据、气象信息数据、指挥调度口令数据和任务信息；

c、数据的封装

将上述步骤b中各个模块处理后的数据传递到数据封装模块进行封装，数据封装模块为装备数据接收模块中的数据提供一种描述规范，具体如下表

为保证存储在文件中的各类数据是按照采集的时间先后排列的，在实现各采集设备时间同步的基础上，对采集的信息进行封装时加上时间戳；

d数据缓存排序与存储

由于数据到达存储系统时间顺序并非数据采集时间顺序，所以系统将步骤c中封装后的数据进行2秒钟缓存，然后按照时间戳进行排序，将排序靠前的数据存储到数据存储模块，剩余的数据与后续接收到的数据再进行排序，然后再按照排序靠前的数据存储到数据存储模块，直至所有数据存储完毕；

回放方法：

回放系统读取数据存储模块头部的设备信息，根据这些信息配置回放窗口；创建回放时间轴，将回放开始时间与任务开始时间对应起来，建立回放参考时钟；回放时依次读取数据存储模块中的每一条信息，判断信息类型，如果是音频信息，则加入播放队列，如果是视频信息，根据信息中记录的摄像机名称，再对应视频窗口显示；如果是装备测量数据，那么对其依次进行坐标变换、数据显示、绘制航迹；如果是其他类型信息，如任务信息或环境信息、或指挥调度口令信息，那么直接再对应窗体显示，对比回放参考时钟的时间，适时在对应的窗体进行展示，如果数据读取完毕，那么结束。

4.根据权利要求3所述的一种多数据源信息同步混合存储与回放方法，其特征在于：如果信息块的时间早于回放参考时间，则进行等待，直到两者时间相等；如果信息块的时间晚于回放参考时间，则立即播放这块信息，以使播放进度追上参考时钟。

5.根据权利要求3所述的一种多数据源信息同步混合存储与回放方法，其特征在于：回放系统提供回放速度、是否播放音频和视频、暂停回放功能选择。