CN111083410A - 一种用于dvr的音视频流的处理方法及装置 - Google Patents

一种用于dvr的音视频流的处理方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种用于DVR的音视频流的处理方法及装置，其中方法包括：将视频与音频流顺序写入fMP4容器，记录每段码流写入的相对位置，所述每段码流的相对位置同时按MP4封装格式备份，音视频流全部写入后将fMP4封装格式转换成MP4格式。本发明基于fMP4/MP4双格式自动切换机制，既能保证设备随意插拔或设备掉电等异常情况音视频文件仍能正常播放，又可以保证MP4格式优秀的播放兼容性与播放体验。

Description

一种用于DVR的音视频流的处理方法及装置
技术领域
本发明涉及音视频存储技术领域，尤其涉及一种用于DVR的音视频流的处理方法及装置。
背景技术
当前DVR方案主要采用MP4与TS两种封装格式存储编码后的音频流和视频流数据，回放采用通用播放器解析MP4和TS封装获得相关音频流和视频流，最后解码还原DVR录制的画面和声音；TS封装流由于是固定长度，其最大的优势在于有很强的抵抗传输误码的能力，且从TS封装流的任一片段开始都可以独立解码，所以在实际的DVR方案中，储存卡能做到随意的热插拔或不惧设备突然断电，已写入的部分TS封装流都能正常解码，但缺点是TS封装流过于古老，支持的音频编码格式与视频编码格式偏少，PC上的通用解码器对TS封装流支持的格式也不统一，比如微软的桌面媒体播放器就不支持TS封装的H.265视频流解码。MP4封装流的优缺点正好与TS封装流相反，MP4封装流最大的优势在于它是一种描述较为全面的容器格式，因此任何通用播放器对MP4兼容性都非常友好。MP4文件由各式各样的Box组成，ftyp box，在文件的开始位置，描述的文件的版本、兼容协议等；moov box，这个box中不包含具体媒体数据，但包含本文件中所有媒体数据的宏观描述信息；moof box，这个box是视频分片的描述信息；mdat box，存储实际媒体数据，我们最终解码播放的数据都在这里面；mfra box，一般在文件末尾，媒体的索引文件，可通过查询直接定位所需时间点的媒体数据。MP4封装流的缺点是相关BOX层面关联灵活并且复杂，一旦拖尾的MOOV Box异常，整个MP4文件都无法解码，所以在实际的DVR方案中，储存卡不能做到随意的热插拔或惧怕设备突然断电，已写入的部分MP4封装流无法正常解码。fMP4属于MP4容器的流式分支，fMP4封装流不需要MOOV Box来记录每一笔音频流与视频流,fMP4的MOOV Box只包含了一些音频视频Track信息，fMP4的视频音频信息都存在一个个独立的MOOF、MDAT Box中,所以在任一片MOOF Box开始也可以独立解码，它与TS类似，是一个流式封装容器,所以也有通用播放器解码兼容性问题，用户体验不好的缺点。
针对上述缺点，本发明是基于fMP4与MP4两种管理音频流和视频流的方案，继承fMP4/MP4的各自优点，即在异常情况下，优先保证fMP4的流式封装方式，在实际的DVR方案中，储存卡能做到随意的热插拔或不惧设备突然断电，在正常情况下，优先保证MP4的全面兼容性封装格式，做到良好的播放体验。
发明内容
为了达到异常情况录制的文件可以正常播放，正常情况录制的文件又具有良好的用户播放体验的目的，本发明提供了一种用于DVR的音视频流的处理方法，将视频与音频流顺序写入fMP4容器，记录每段码流写入的相对位置，所述每段码流的相对位置同时按MP4封装格式备份，音视频流全部写入后将fMP4封装格式转换成MP4格式。
本发明一方面提供了一种用于DVR的音视频流的处理方法，包括如下步骤：
S100：启动媒体编码，将音视频流数据按照fMP4格式封装存储并同时记录音视频流分片每帧媒体的相关信息；
S200：根据媒体信息，将封装的fMP4流式容器转换为MP4容器。
进一步，其中所述将音视频流数据按照fMP4格式封装包括：
S110：按照fMP4流式容器规范，将音视频的版本信息顺序写入FTYP Box；
S120：按照fMP4流式容器规范，将音视频流的轨道信息顺序写入MOOV Box；
S130：按照fMP4流式容器规范，将音视频流分片的信息和媒体数据分别顺序写入MOOF Box和MDAT Box；并同时记录所述音视频流分片每帧媒体的索引位置，帧大小，是否关键帧等信息；
S140：返回步骤S130，直到音视频流全部写入MOOF Box和MDAT Box；
S150：按照fMP4流式容器规范，将音视频流分片的帧索引顺序写入MFRA Box。
进一步，其中所述的将封装的fMP4流式容器转换为MP4容器包括：
S210：将步骤S100中记录的媒体信息按照MP4容器规范顺序写入fMP4的MFRA后面的MP4的MOOV Box；
S220：将fMP4的MOOV Box标记为MP4的MDAT Box，并更新所述MP4的MDAT Box的长度，所述长度为所述MP4的MDAT Box到MP4的MOOV Box处的偏移量。
进一步，其中步骤S130包括：
S131：从媒体编码端读取一帧音频帧或视频帧；
S132：缓存当前帧；
S133：判断所述的当前帧是否为关键帧，如果是，记录当前帧的序列号；如果不是，执行下一步骤；
S134：判断是否根据固定时长或下一关键帧进行分片，如果是，执行下一步骤；如果不是，返回步骤S131；
S135：文件顺序写入已缓存的音视频流数据到MDAT Box，如果此时发生异常，所述文件为fMP4文件；
S136：根据MDAT Box数据，所述文件顺序写入fMP4的MOOF Box相关数据，并记录已写入的音视频流的长度和偏移量；如果此时发生异常，所述文件为fMP4文件。
进一步，所述方法还包括：
DVR功能初始化；
判断是否启动媒体编码，如果是，开始将音视频流写入文件，按照fMP4流式容器规范，将音视频版本信息文件顺序写入FTYP Box；
按照fMP4流式容器规范，将音视频的轨道信息文件顺序写入fMP4的MOOV Box；
从媒体编码端分别读取一帧视频流或音频流；
缓存当前帧；
判断所述当前帧是否为关键帧，如果是，记录当前帧的序列号后进行下一步骤，如果不是，执行下一步骤；
判断是否根据固定时长或下一关键帧进行分片，如果不是，返回所述的从媒体编码端分别读取音频流或视频流步骤；
按照fMP4流式容器规范，写入已缓存的音频流视频流数据到fMP4的MDAT Box中，如果此时发生异常，所述文件为fMP4文件；
记录已写入的音频流视频流的长度和偏移量，如果此时发生异常，所述文件为fMP4文件；
根据fMP4的MDAT Box数据，按照fMP4流式容器规范，顺序写入fMP4的MOOF Box相关数据，如果此时发生异常，所述文件为fMP4文件；
记录已写入的音视频流的长度和偏移量，如果此时发生异常，所述文件为fMP4文件；
判断所述文件是否需要关闭，如果不是，返回所述的从媒体编码端分别读取音频流或视频流步骤；
顺序写入fMP4的MFRA Box信息，如果此时发生异常，所述文件为fMP4文件；
根据fMP4的MDAT Box数据，顺序写入fMP4的MOOF Box相关数据，如果此时发生异常，所述文件为fMP4文件；
标记所述MP4的MOOV Box为“MOOV”，擦除fMP4的MOOV/MDAT/MOOF/MFRA Box信息，如果此时发生异常，所述文件为fMP4文件；
写MP4容器文件流程结束，此时所述文件为MP4文件。
本发明第二方面提供了一种计算机装置，包括存储器和处理器，所述处理器执行存储在所述存储器中的程序指令时实施上述方法。
本发明第三方面提供了一种计算机可读存储介质，其上储存有程序指令，所述程序指令被处理器执行时实施上述方法。
本发明的有益效果如下：
本发明基于fMP4/MP4双格式自动切换机制，缺省基于fMP4格式记录音视频码率，发生存储设备随意插拔或设备掉电等异常情况音视频文件仍能正常播放，正常情况下最后基于MP4格式记录音视频码率，可以保证MP4格式优秀的播放兼容性与播放体验，解决了安全与兼容性问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将结合附图对本发明的实施例作进一步说明，其中：
图1为本发明实施例的流程图；
图2为本发明实施例的将音视频流数据按照fMP4格式封装的流程图；
图3为本发明实施例的将封装的fMP4流式容器转换为MP4容器的流程图；
图4为本发明实施例的步骤S130更详细的流程图；
图5和图6为本发明另一实施例的流程图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本发明的目的、方案和效果。
如图1所示，是本发明实施例的流程图，包括如下步骤：
S100：启动媒体编码，将音视频流数据按照fMP4格式封装存储并同时记录音视频流分片每帧媒体的相关信息；
S200：根据媒体信息，将封装的fMP4流式容器转换为MP4容器。
如图2所示，是本发明实施例的将音视频流数据按照fMP4格式封装的流程图，包括如下步骤：
S110：按照fMP4流式容器规范，将音视频的版本信息顺序写入FTYP Box；
S120：按照fMP4流式容器规范，将音视频流的轨道信息顺序写入MOOV Box；
S130：按照fMP4流式容器规范，按照fMP4流式容器规范，将音视频流分片的信息和媒体数据分别顺序写入MOOF Box和MDAT Box；并同时记录音视频流分片每帧媒体的索引位置，帧大小，是否关键帧信息；
S140：返回步骤S130，直到音视频流全部写入的MOOF Box和MDAT Box；
S150：按照fMP4流式容器规范，将音视频流分片的帧索引顺序写入MFRA Box。
如图3所示，是本发明实施例的将封装的fMP4流式容器转换为MP4容器的流程图，包括如下步骤：
S210：将步骤S100中记录的媒体信息按照MP4容器规范顺序写入fMP4的MFRA后面的MP4的MOOV Box；
S220：将fMP4的MOOV Box标记为MP4的MDAT Box，并更新MP4的MDAT Box的长度，长度为MP4的MDAT Box到MP4的MOOV Box处的偏移量。
如图4所示，是本发明实施例的步骤S130更详细的流程图，包括如下步骤：
S131：从媒体编码端读取一帧音频帧或视频帧；
S132：缓存当前帧；
S133：判断当前帧是否为关键帧；如果是，记录当前帧的序列号；如果不是，执行下一步骤；
S134：判断是否根据固定时长或下一关键帧进行分片；如果是，执行下一步骤；如果不是，返回步骤S131；
S135：文件顺序写入已缓存的音视频流数据到MDAT Box；如果此时发生异常，文件为fMP4文件；
S136：根据所述MDAT Box数据，文件顺序写入fMP4的MOOF Box相关数据，并记录已写入的音视频流的长度和偏移量；如果此时发生异常，文件为fMP4文件。
如图5和图6所示，是本发明另一实施例的流程图，包括如下步骤：
DVR功能初始化；判断是否启动媒体编码，如果是，按照fMP4流式容器规范，将音视频版本信息文件顺序写入FTYP Box；然后按照fMP4流式容器规范，将音视频的轨道信息文件顺序写入fMP4的MOOV Box；从媒体编码端分别读取一帧视频流和音频流；缓存当前帧；判断当前帧是否为关键帧，如果是，记录当前帧的序列号然后进行下一步骤，如果不是，直接执行下一步；判断是否根据固定时长或下一关键帧进行分片，如果不是，重新从媒体编码端读取音频流或视频流；按照fMP4流式容器规范，文件写入已缓存的音频流视频流数据到fMP4的MDAT Box中，如果此时发生异常，文件为fMP4文件；记录上述文件顺序已写入的音频流视频流的长度和偏移量，如果此时发生异常，文件为fMP4文件；根据fMP4的MDAT Box数据，按照fMP4流式容器规范，文件顺序写入fMP4的MOOF Box相关数据，如果此时发生异常，文件为fMP4文件；记录上述文件顺序已写入的音视频流的长度和偏移量，如果此时发生异常，文件为fMP4文件；判断文件是否需要关闭，如果不是，重新读取媒体编码端的音频流或视频流；文件顺序写入fMP4的MFRA Box信息，如果此时发生异常，文件为fMP4文件；根据fMP4的MDAT Box数据，文件顺序写入fMP4的MOOF Box相关数据，如果此时发生异常，文件为fMP4文件；标记MP4的MOOV Box为“MOOV”，最后擦除fMP4的MOOV/MDAT/MOOF/MFRA Box信息，如果此时发生异常，文件为fMP4文件；写MP4容器文件流程结束，可以插拔存储卡或者断电，此时文件为MP4文件。
应当认识到，本发明实施例中的方法步骤可以由计算机硬件、硬件和软件的组合、或者通过存储在非暂时性计算机可读存储器中的计算机指令来实现或实施。所述方法可以使用标准编程技术。每个程序可以以高级过程或面向对象的编程语言来实现以与计算机系统通信。然而，若需要，该程序可以以汇编或机器语言实现。在任何情况下，该语言可以是编译或解释的语言。此外，为此目的该程序能够在编程的专用集成电路上运行。
此外，可按任何合适的顺序来执行本文描述的过程的操作，除非本文另外指示或以其他方式明显地与上下文矛盾。本文描述的过程(或变型和/或其组合)可在配置有可执行指令的一个或多个计算机系统的控制下执行，并且可作为共同地在一个或多个微处理器上执行的代码(例如，可执行指令、一个或多个计算机程序或一个或多个应用)、由硬件或其组合来实现。所述计算机程序包括可由一个或多个微处理器执行的多个指令。
进一步，所述方法可以在可操作地连接至合适的任何类型的计算平台中实现，包括但不限于个人电脑、迷你计算机、主框架、工作站、网络或分布式计算环境、单独的或集成的计算机平台、或者与带电粒子工具或其它成像装置通信等等。本发明的各方面可以以存储在非暂时性存储介质或设备上的机器可读代码来实现，无论是可移动的还是集成至计算平台，如硬盘、光学读取和/或写入存储介质、RAM、ROM等，使得其可由可编程计算机读取，当存储介质或设备由计算机读取时可用于配置和操作计算机以执行在此所描述的过程。此外，机器可读代码，或其部分可以通过有线或无线网络传输。当此类媒体包括结合微处理器或其他数据处理器实现上文所述步骤的指令或程序时，本文所述的发明包括这些和其他不同类型的非暂时性计算机可读存储介质。当根据本发明所述的方法和技术编程时，本发明还包括计算机本身。
计算机程序能够应用于输入数据以执行本文所述的功能，从而转换输入数据以生成存储至非易失性存储器的输出数据。输出信息还可以应用于一个或多个输出设备如显示器。在本发明优选的实施例中，转换的数据表示物理和有形的对象，包括显示器上产生的物理和有形对象的特定视觉描绘。
以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。在本发明的保护范围内其技术方案和/或实施方式可以有各种不同的修改和变化。

Claims (7)

1.一种用于DVR的音视频流的处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
S100：启动媒体编码，将音视频流数据按照fMP4格式封装存储并同时记录音视频流分片每帧媒体的相关信息；
S200：在音视频流封装完成后，根据媒体信息，将封装的fMP4流式容器转换为MP4容器。
2.根据权利要求1所述的用于DVR的音视频流的处理方法，其特征在于，所述将音视频流数据按照fMP4格式封装包括：
S110：按照fMP4流式容器规范，将音视频的版本信息顺序写入FTYP Box；
S120：按照fMP4流式容器规范，将音视频流的轨道信息顺序写入MOOV Box；
S130：按照fMP4流式容器规范，将音视频流分片的信息和媒体数据分别顺序写入MOOFBox和MDAT Box；并同时记录音视频流分片每帧媒体的索引位置，帧大小，是否关键帧信息；
S140：返回步骤S130，直到音视频流全部写入MOOF Box和MDAT Box；
S150：按照fMP4流式容器规范，将音视频流分片的帧索引顺序写入MFRA Box。
3.根据权利要求1所述的用于DVR的音视频流的处理方法，其特征在于，所述的将封装的fMP4流式容器转换为MP4容器包括：
S210：将步骤S100中记录的媒体信息按照MP4容器规范顺序写入fMP4的MFRA后面的MP4的MOOV Box；
S220：将fMP4的MOOV Box标记为MP4的MDAT Box，并更新所述MP4的MDAT Box的长度，所述长度为所述MP4的MDAT Box到MP4的MOOV Box处的偏移量。
4.根据权利要求2所述的用于DVR的音视频流的处理方法，其特征在于，所述步骤S130包括：
S131：从媒体编码端读取一帧音频帧或视频帧；
S132：缓存当前帧；
S133：判断所述的当前帧是否为关键帧；如果是，记录当前帧的序列号；如果不是，执行下一步骤；
S134：判断是否根据固定时长或下一关键帧进行分片；如果是，执行下一步骤；如果不是，返回步骤S131；
S135：文件顺序写入已缓存的音视频流数据到MDAT Box；如果此时发生异常，所述文件为fMP4文件；
S136：根据MDAT Box数据，所述文件顺序写入fMP4的MOOF Box相关数据，并记录已写入的音视频流的长度和偏移量；如果此时发生异常，所述文件为fMP4文件。
5.根据权利要求1所述的用于DVR的音视频流的处理方法，其特征在于，所述方法还包括：
DVR功能初始化；
判断是否启动媒体编码，如果是，开始将音视频流写入文件，按照fMP4流式容器规范，将音视频版本信息文件顺序写入FTYP Box；
按照fMP4流式容器规范，将音视频的轨道信息文件顺序写入fMP4的MOOV Box；
从媒体编码端分别读取一帧视频流或音频流；
缓存当前帧；
判断所述当前帧是否为关键帧，如果是，记录当前帧的序列号后进行下一步骤，如果不是，执行下一步骤；
判断是否根据固定时长或下一关键帧进行分片，如果不是，返回所述的从媒体编码端分别读取一帧音频流或视频流步骤；
按照fMP4流式容器规范，写入已缓存的音频流视频流数据到fMP4的MDAT Box中，如果此时发生异常，所述文件为fMP4文件；
记录已写入的音频流视频流的长度和偏移量，如果此时发生异常，所述文件为fMP4文件；
根据fMP4的MDAT Box数据，按照fMP4流式容器规范，顺序写入fMP4的MOOF Box相关数据，如果此时发生异常，所述文件为fMP4文件；
记录已写入的音视频流的长度和偏移量，如果此时发生异常，所述文件为fMP4文件；
判断所述文件是否需要关闭，如果不是，返回所述的从媒体编码端分别读取一帧音频流或视频流步骤；
顺序写入fMP4的MFRA Box信息，如果此时发生异常，所述文件为fMP4文件；
根据fMP4的MDAT Box数据，顺序写入fMP4的MOOF Box相关数据，如果此时发生异常，所述文件为fMP4文件；
标记MP4的MOOV Box为“MOOV”，擦除fMP4的MOOV/MDAT/MOOF/MFRA Box信息，如果此时发生异常，所述文件为fMP4文件；
写MP4容器文件流程结束，此时所述文件为MP4文件。
6.一种计算机装置，包括存储器和处理器，其特征在于，所述处理器执行存储在所述存储器中的程序指令时实施如权利要求1至5中任一项所述的方法。
7.一种计算机可读存储介质，其上储存有程序指令，所述程序指令被处理器执行时实施如权利要求1至5中任一项所述的方法。
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