[发明专利]一种音视频数据的索引建立方法

说明书

技术领域

本发明涉及视频监控及数据存储技术领域，具体涉及一种音视频数据的索引建立方法。

背景技术

为保存音视频录像，视频监控系统与PC机一样，也存在硬盘文件系统。视频监控系统的硬盘文件系统可分为两类，一是与PC机相同的通用文件系统，第二种是专门开发的，适合专用存储目的的专用文件系统。

在视频监控系统中，音视频数据以录像段的形式保存。音视频录像时，根据录像时间的长短产生不同大小的录像段。如按布防计划（布防时间可以为几分钟到几天，也可能全天候）录像时，会产生数据量很大的录像段（几GB到数十GB，甚至上TB）；当因告警触发的音视频录像时（告警时间可以为几秒或者几分钟），通常产生较小的录像段（几百KB到数百MB）。

在视频监控系统中，单个摄像头所分配的磁盘空间大小通常是固定的，但却需要持续不间断录像，因此当磁盘空间录满时，就需要回收磁盘空间。另外，在室外的视频监控系统中，监控设备易受天气等外部环境影响，监控设备时常会被突然断电。在突然断电时，磁盘上已保存音视频数据必须不能丢失，数据仍要保持一致性。

视频监控系统中如果采用PC机所使用的通用文件系统，需要将一段录像段保存为一个文件。空间回收只能回收整个文件，无法有效地回收一个文件部分最老的数据。当录像时间很长，如一个星期，在回收录像段所对应的文件后，整个星期的录像数据均被回收，这是视频监控领域所不能接受的。另外大文件和小文件混合保存，在空间过程中，会产生大量的碎片空间，影响磁盘的使用效率，严重时还会降低系统的性能。在文件写入过程中突然断电，文件系统极易处于不一致的状态，导致文件无法打开，甚至整个文件都有可能无法正常使用，造成已保存录像段全部丢失。

专门研发的专用文件系统可以，有效地解决PC机所使用文件系统在视频监控系统的不足，同时针对视频监控系统中音视频数据存储的特点，优化数据索引，提高数据存储的可靠性、稳定性和读写效率。

专用文件系统中，为了有效的读取音视频数据，也存在类似于PC机上文件系统中文件索引的音视频数据索引。音视频数据的索引也存在很多种，如基于时间的索引，基于录像段的索引等，也有可直接索引到单个数据块的索引和索引多个连续数据块的索引。

发明内容

本发明提供了一种音视频数据的索引建立方法，使用简单的一级索引，磁盘区域索引直接索引若干连续的数据区块，在音视频数据出现记录中断时，仅丢失区块缓冲区中的数据，能够保证已写入的音视频数据处于一致性状态。

一种音视频数据的索引建立方法，包括以下步骤：预先将磁盘空间划分为索引区和数据区，所述索引区用于存放录像段信息和磁盘区域索引，所述数据区分为若干个数据区块，并为每个数据区块分配序号；

索引的建立过程包括以下步骤：

a、写入第一帧音视频数据前，生成录像段信息，同时分配磁盘区域索引，该磁盘区域索引指向第一个数据区块；录像段信息包括录像段的开始时间和结束时间，写入第一帧音视频数据之前，生成录像段信息中的开始时间和结束时间；磁盘区域索引指向第一个数据区块之后，其余的数据区块依据序号即可依次确定位置，一个磁盘区域索引对应一系列连续的数据区块；

b、关联步骤a中的录像段信息和磁盘区索引，并将录像段信息和磁盘区域索引均写入索引缓存区；

c、将第一帧音视频数据写入区块缓冲区；在区块缓冲区中写入音视频数据时，将音视频数据组装成若干个数据块，每个数据块中包含若干数据包；

d、当区块缓冲区空间不足时，将区块缓冲区中的音视频数据写入对应的数据区块中，然后申请一个新的数据区块，同时，更新索引缓存区中录像段信息对应的磁盘区域索引中数据区块的数量；

区块缓冲区空间不足包括区块缓冲区已满或者区块缓冲区没有足够空间保存一个完整的数据包；

e、每隔固定时间段，将索引缓存区中的录像段信息和磁盘区域索引写入索引区；固定时间段的时长可以依据需要进行设定，一般可选择固定时间段的时长为5～10min。

f、最后一帧音视频数据写入数据区块后，更新录像段结束时间，将索引缓存区中的录像段信息和磁盘区域索引写入索引区；写入第一帧音视频数据前，生成录像段的开始时间和结束时间，将最后一帧音视频数据写入数据区块后，记录录像段的结束时间，并将之前生成的结束时间，更新为该结束时间；

g、需要回收磁盘空间时，将写入时间最早的录像段信息对应的磁盘区域索引中数据区块的开始位置指向位于其后的数据区块，同时减小磁盘区域索引中数据区块的数量；