一种实时流文件存储装置及方法 【技术领域】
本发明涉及一种通信技术领域实时流文件存储的方法及其装置，尤其涉及视频监控业务领域的录像存储方法和装置。
背景技术
视频监控编码器(又称监控前端)，采集现场的图像、声音，经压缩编码后在一定的条件下进行本地存储或向指定的流媒体服务器发送流媒体数据的内嵌相应软件的设备，也包含摄像头和云台。监控前端录像主要有三种录像：定时录像、手动录像、告警录像。定时录像是由用户根据需要设定任意时间段进行录像，到了设定的开始时间，监控前端会自动录像；到了设定的结束时间，监控前端就会自动停止录像。手动录像是通过监控前端来设定录像任务，让监控前端立即开始录像，录像时间为手动录像设定的时间。告警录像是监控前端监控到有异常情况时，立即进行录像。
现有技术是对每个录像任务直接根据MPEG4标准(Moving PictureExperts Group运动图像专家组)保存为一个MPEG4文件，但这种方法有一定的缺陷，对于告警录像或手动录像任务，每一个告警录像或手动录像任务会生成一个MPEG4文件，有时告警或手动录像时间比较短，生成的MPEG4文件比较小，导致硬盘上有很多小的文件碎片，影响硬盘性能。现有技术对于已经录制完成的MPEG4文件，可以进行播放和各种快进，快退，定位播放等操作，但对于正在录像中文件，由于MPEG4固有格式限定了在MPEG4文件没有完全生成前，其索引信息是不完整的，无法进行实时播放。
【发明内容】
本发明定义了一种实时流文件存储格式及其存储方法与装置，能够解决MPEG4文件录像存储过程中，长时间录像导致文件碎片过多的问题。从而，进一步地还能解决正在录像中的文件不可进行查找或播放等操作的问题。
本发明的主要思想是：将实时流文件分为逻辑层和物理层文件，每个录像任务在逻辑层上对应多个逻辑MPEG4文件，每个逻辑MPEG4文件存储一定时长(可自定义，比如一个逻辑文件存储一分钟时长)的录像数据，这样每个逻辑MPEG4文件是一个完整的MPEG4文件，可以播放和进行快进，快退，定位播放，多个逻辑MPEG4文件保存在一个物理文件上(比如一段录像60分钟，就包含60个逻辑文件)，同时向数据库中记录该逻辑文件信息和在对应物理文件中的位置。
本发明公开的一种实时流文件存储装置，包括：
监控前端，用于实时采集音视频信号；
编码模块，用于对监控前端采集的音视频信号进行压缩编码；
RTP(Real-time Transport Protocol实时传送协议)打包模块，用于从编码装置获取码流并将其转换成多个RTP包；
录像任务管理模块，用于检测并接收用户下发的录像任务和播放任务，并将所述录像任务下发到录像存储模块，将所述播放任务下发到录像播放模块；
录像存储模块，用于接收所述录像任务管理模块下发的所述录像任务，并根据所述录像任务创建逻辑层和物理层文件存储RTP包，每个录像任务在逻辑层上对应多个逻辑MPEG4文件，每个逻辑MPEG4文件存储预设时间长度的录像数据，且多个逻辑MPEG4文件保存在一个物理文件上，与物理文件形成映射关系。
录像播放模块，用于接收所述录像任务管理模块下发的所述播放任务，从存储模块中调取录像资源进行播放。
上述实时流文件存储装置中，所述录像管理模块接受用户下发的录像任务包括：定时录像任务、告警录像任务、手动录像任务；
对于所述定时录像任务，所述录像任务管理模块还用于判断当前时间是否到定时录像开始时间，是，则将定时录像任务下发到录像存储模块开始存储录像码流；并用于判断当前时间是否到定时录像结束时间，是，则结束录像；
对于所述告警录像任务，所述录像任务管理模块还用于获取用户设定的预录时长与最小告警时长，并根据所述预录时长创建预录像缓冲区，所述预录像缓冲区用于记录触发告警前的录像；所述录像任务管理模块还用于判断是否已经启动了定时录像任务；若已经启动，所述录像任务管理模块还用于判断所述预录时间加上所述最小告警时长对应的时间段是否被定时录像所在时间段包含；若接到告警任务时未启动定时录像任务或所述预录时间加上所述最小告警时长对应的时间段未被定时录像包含，则所述录像任务管理模块还用于将接到告警任务之前缓存的所述预录时长内的预录像码流存入录像存储模块。
对于所述手动录像任务，所述录像任务管理模块还用于判断是否已经启动定时录像以及手动录像时长所在的时间段是否被定时录像所包含。
更进一步地，所述实时流文件存储装置中所述录像任务管理模块还用于维护两个表格：录像任务表格tblTask和录像记录表格tblRecord；
所述录像任务表格tblTask用于记录用户下发的每个录像任务的信息，包括：录像任务编号，录像起始时间，结束时间以及录像类型；
所述录像记录表格tblRecord用于记录每个录像任务的信息，包括：录像任务编号、录像物理文件名、录像逻辑文件名、逻辑文件在物理文件中的起始存储位置以及逻辑文件在物理文件中的结束存储位置。
根据本发明提供的存储装置，本发明还公开了一种实施流文件存储方法，包括下述步骤：
启动监控前端采集音视频信号，并将所述音视频信号发送到音视频编码器；
音视频编码器对采集的数据进行压缩编码后发送到RTP打包装置；
RTP打包装置将获得的码流转换为多个RTP包；
录像任务管理模块检测用户指令，检测到有录像任务则将所述录像任务下发给录像存储模块，所述录像任务包括定时录像任务、告警录像任务、手动录像任务；
录像存储模块接收所述录像任务后开始存储所述RTP包，针对该录像任务创建物理层文件和逻辑层文件，每个录像任务在逻辑层上对应多个逻辑文件，每个逻辑文件存储预设时间长度的录像数据，所述多个逻辑文件保存在一个物理文件上，建立所述物理文件和所述多个逻辑文件的映射关系，然后将所述RTP包写入逻辑文件，实际是向逻辑文件映射在物理文件的偏移起始位置写入。
在上述实施流文件存储方法中，当所述录像任务管理模块检测到用户下发定时录像任务时，所述实时流文件存储方法还包括：所述录像任务管理模块判断若当前时间已到定时录像开始时间，则将定时录像任务下发至录像存储装置，判断若当前时间到了定时录像结束时间，则结束本次录像存储；
当所述录像任务管理模块检测到用户下发告警录像任务时，所述实时流文件存储方法还包括：
所述录像任务管理模块获取用户设定的预录时长与最小告警时长；
并判断若已经启动了定时录像任务且所述预录时间加上所述最小告警时长对应的时间段都被定时录像包含，则不用存储所述告警录像任务；否则将接到告警任务之前缓存的所述预录时长内的预录像码流存入录像存储模块，再存储最小告警时长内的录像码流；
当所述录像任务管理模块检测到用户下发手动录像任务时，所述实时流文件存储方法还包括：所述录像任务管理模块判断若已经启动定时录像且手动录像时长所在的时间段被定时录像所包含，则不用重复存储，否则根据手动录像时长开始录像存储。
更进一步地，上述实时流文件存储方法中，还包括：
针对每个录像任务，所述录像任务管理模块在录像任务结束时向录像任务表格tblTask中记录如下数据：本次录像任务编号、本次录像起始时间、结束时间以及录像类型；
针对每个录像任务，所述录像任务管理模块在录像任务结束时向录像记录表格tblRecord中记录本次录像任务编号、录像物理文件名、录像逻辑文件名、逻辑文件在物理文件中的起始存储位置以及逻辑文件在物理文件中的结束存储位置。
采用本发明所述方法和装置，与现有技术相比，解决了MPEG4文件存储过程中，长时间录像导致文件碎片过多问题，节省了占用的磁盘空间，提高了存储效率。
【附图说明】
图1本发明装置结构示意图；
图2本发明存储模块中物理文件和逻辑文件映射关系图；
图3本发明实施流文件存储方法的流程图
图4本发明定时录像存储处理的流程图；
图5本发明告警录像存储处理的流程图；
图6本发明手动录像存储处理的流程图。
【具体实施方式】
本发明公开的实时流文件存储方法能够解决现有技术录像文件碎片过多的问题。进一步地也解决正在进行录像的文件不能读取、播放地缺陷。本发明主要思想是：为每个录像任务分别创建逻辑层文件和物理层文件来存储处理过的码流，使得每个录像任务在逻辑层上对应多个逻辑MPEG4文件，每个逻辑MPEG4文件存储预设时间长度的录像数据，且多个逻辑MPEG4文件保存在一个物理文件上，并记录每个逻辑文件在物理文件上的起始存储位置。这样，逻辑文件与物理文件间就形成映射关系。本部分将对本发明公开的实时流文件存储方法与存储的装置进行纤细介绍。
如图1所示，本发明的实时流文件存储的装置包括：
101监控前端，用于实时采集音视频信号；
102编码模块，用于对监控前端采集的音视频信号进行压缩编码；
103RTP打包模块，用于从编码装置获取码流并将其转换成多个RTP包；
104录像任务管理模块，用于检测并接收用户下发的录像任务，并将所述录像任务下发到录像存储模块；
105录像存储模块，用于接收所述录像任务管理模块下发的所述录像任务，并根据所述录像任务创建逻辑层和物理层文件来存储RTP包，并建立逻辑文件与物理文件间的映射关系；
106录像播放模块，用于接收所述录像任务管理模块下发的所述播放任务，从存储模块中调取录像资源进行播放。
更进一步地，录像任务管理模块接受用户下发的录像任务包括：定时录像任务、告警录像任务、手动录像任务；
对于所述定时录像任务，所述录像任务管理模块还用于判断当前时间是否到定时录像开始时间，是，则将定时录像任务下发到录像存储模块开始存储录像码流；并用于判断当前时间是否到定时录像结束时间，是，则结束录像；
对于所述告警录像任务，所述录像任务管理模块还用于获取用户设定的预录时长与最小告警时长，并根据所述预录时长创建预录像缓冲区，所述预录像缓冲区用于记录触发告警前的录像；所述录像任务管理模块还用于判断是否已经启动了定时录像任务；若已经启动，所述录像任务管理模块还用于判断所述预录时间加上所述最小告警时长对应的时间段是否被定时录像所在时间段包含，是，则不用存储所述告警录像任务；若接到告警任务时未启动定时录像任务或所述预录时间加上所述最小告警时长对应的时间段未被定时录像包含，则所述录像任务管理模块还用于将告警录像任务下发至录像存储模块启动录像存储，在存储录像之前先将接到告警任务之前缓存的所述预录时长内的预录像码流存入录像存储模块。
对于所述手动录像任务，所述录像任务管理模块还用于判断是否已经启动定时录像以及手动录像时长所在的时间段是否被定时录像所包含。
本发明公开的录像存储方法，是通过设置逻辑层文件和物理层文件来存储码流，并建立逻辑层文件和物理层文件之间的映射关系来实现的。如图2所示，每个录像任务在逻辑层上对应多个逻辑MPEG4文件，lgcFile1.mp4、lgcFile2.mp4......lgcFilen.mp4(n为自然数)，每个逻辑MPEG4文件存储预设时间长度(每个lgcFile1.mp4文件存储录像的时长可以根据需要预先设定好，比如设定每个lgcFile1.mp4文件存储时长1分钟的录像)的录像数据，多个逻辑MPEG4文件保存在一个物理文件phyFile1.mp4上。将RTP包写入逻辑文件，实际是向逻辑文件映射在物理文件的偏移起始位置写入，在逻辑文件与物理文件间形成映射关系。
需要说明的是，在所述录像任务管理模块中，还预先设定了两个表格：录像任务表格tblTask和录像记录表格tblRecord；录像任务管理模块还用于维护这两个表格。其中录像任务表格tblTask设定了一些信息项，用于记录每个录像任务的统计信息，包括：录像任务编号，录像起始时间，结束时间以及录像类型等。录像记录表格tblRecord也设定了一些信息项，用于记录每个录像任务的存储信息，包括：录像任务编号、录像物理文件名、录像逻辑文件名、逻辑文件在物理文件中的起始存储位置以及逻辑文件在物理文件中的结束存储位置等信息。上述录像任务表格和录像记录表格，可以是excel格式，也可以是其他形式，表格中也可以根据需要预先设定的其他信息项。信息项写入表格后，在存储录像任务的过程中，就会在信息项对应位置自动记录相关信息。
举例说明，如下文表格表1和表2即为两个预先设定的录像任务表格tblTask和录像记录表格tblRecord的实施例。如表1所示是录像任务表格记录的情况，记录录像任务编号，录像任务起止时间，录像类型，录像时长等；如表2所示是录像任务表格记录的情况，记录录像任务编号，录像物理文件名、录像逻辑文件名、逻辑文件在物理文件中的起始存储位置以及逻辑文件在物理文件中的结束存储位置等信息。
表1
字段 序号 字段名称 字段含义 数据类型 1 TaskID 录像任务ID 16Byte 2 phyFileName 录像物理文件名 256Byte 3 lgcFileName 录像逻辑文件名 256Byte
字段 序号 字段名称 字段含义 数据类型 4 offsetBegin 逻辑文件在物理文件中起始存 储点 4Byte 5 offsetEnd 逻辑文件在物理文件中结束存 储点 4Byte 6 StartRecTime 逻辑文件录像开始时间 4Byte 7 StopRecTime 逻辑文件录像结束时间 4Byte 8 HasTimeRecor d 本逻辑文件录像时间段是否已 启动定时录像 1Byte
表2
下面结合具体实施例和附图对本发明技术方案的实施作进一步的详细描述。
实施例一
下面结合说明书附图对本发明公开的实时流文件存储方法作详细的介绍，以便更好的理解本发明。
如图3所示，为本发明实施流文件存储方法的流程图。本发明提供的实施流文件存储方法过程如下：
301启动监控前端采集音视频信号，发送至编码模块；
302编码模块通过音视频编码器对采集的数据进行压缩编码后发给RTP打包装置；
303通过RTP打包装置从编码器获取原始码流并将其转换为多个RTP包；
304录像任务管理模块检测用户指令，检测到有录像任务则将所述录像任务下发给录像存储模块；
305录像存储模块接收所述录像任务后开始存储所述RTP包，针对该录像任务创建物理层文件和逻辑层文件，每个录像任务在逻辑层上对应多个逻辑文件，每个逻辑文件存储预设时间长度的录像数据，所述多个逻辑文件保存在一个物理文件上，建立所述物理文件和所述多个逻辑文件的映射关系，然后将所述RTP包写入逻辑文件，实际是向逻辑文件映射在物理文件的偏移起始位置写入；
306录像任务管理模块将本次录像任务的信息记录在录像任务表格tblTask和录像记录表格tblRecord中。
实施例二
对于用户下发的不同录像任务，录像任务管理模块对其进行检测与管理。当接受到定时录像任务时，录像任务管理模块要先判断当前时间是否到定时录像开始时间，到了定时录像任务开始的时间，则将定时录像任务下发到录像存储模块开始存储录像码流；录像任务管理模块还要判断当前时间是否到定时录像结束时间，到了结束时间，则结束录像存储模块的存储。
如图4所示，为录像任务管理模块处理定时录像任务的流程图，步骤如下：
401录像任务管理模块接收定时录像任务；
402录像任务管理模块判断是否到定时录像开始时间，是，则跳转到403；否，则返回步骤402继续判断；
403录像存储模块创建物理层文件和逻辑层文件，建立逻辑文件和物理文件的映射关系，然后将RTP包写入逻辑文件，实际是向逻辑文件映射在物理文件的偏移起始位置写入；
404录像任务管理模块判断是否到录像定时录像结束时间，是，则跳转到405；否，则返回步骤404继续判断；
405结束录像存储，录像任务管理模块将本次录像任务的信息对应记录在录像任务表格tblTask和录像记录表格tblRecord。
实施例三
当接收到告警录像任务时，录像任务管理模块首先获取设定的预录时长(假设10秒)与最小告警时长，然后判断是否已经启动了定时录像任务；若已经启动定时录像任务，录像任务管理模块还要判断所述预录时间加上所述最小告警时长对应的时间段是否被定时录像所在时间段包含，要是包含在内，则不用存储所述告警录像任务了。若是录像任务管理模块判断接到告警任务时未启动定时录像任务或者所述预录时间加上所述最小告警时长对应的时间段未被定时录像包含，则根据所述预录时长创建预录像缓冲区，用于记录触发告警前(10秒)的录像，将所述预录时长码流先存入录像存储模块，录像存储模块再对告警时间后的码流予以存储。
告警录像存储过程如图5所示：
501录像任务管理模块接收告警录像任务；
502录像任务管理模块获取用户设定的预录时长与最小告警时长，并根据预录时长创建预录缓冲区；
503录像任务管理模块判断是否启动定时录像任务；是，则跳转到步骤504；否则跳转到505；
504录像任务管理模块判断预录时长加上最小告警时长对应的时间段是否被定时录像包含，是，则不用存储所述告警录像任务；否，则跳转到步骤505；
505录像存储模块创建物理层文件和逻辑层文件，先将接到告警任务之前缓存在预录缓冲区的预录时长内的预录像码流存入；
506录像存储模块再存储最小告警时长内的录像码流；
507存储完毕，录像任务管理模块将本次录像任务的信息对应记录在录像任务表格tblTask和录像记录表格tblRecord。
实施例四
手动录像存储过程如图6所示：
601录像任务管理模块接收手动录像任务；
602录像任务管理模块判断是否已经启动定时录像，是，跳转到步骤603；否，跳转到步骤604；
603录像任务管理模块判断手动录像时长所在的时间段被定时录像所包含，是，不用重复存储录像；否，跳转到604；
604录像存储模块创建物理层文件和逻辑层文件，建立逻辑文件和物理文件的映射关系，然后将所述RTP包写入逻辑文件，实际是向逻辑文件映射在物理文件的偏移起始位置写入；
605录像任务管理模块接到用户停止手动录像的指令则结束存储，则将本次录像任务的信息对应记录在录像任务表格tblTask和录像记录表格tblRecord。
利用本发明公开的方法与装置，当告警录像或手动录像时间比较短时，生成录像文件可能被定时录像文件包含。反过来也是一样，定时录像所在时间段也有可能被手动录像或告警录像包含。总之，根据本发明的精神，本发明的实施方法可以有多种变化。这样一来，减少了小的文件碎片的生成。进一步地，在播放时，根据用户的播放需求，先在数据库中找到相关的逻辑文件和对应物理文件中的位置，进行播放相关逻辑文件，从而解决正在录像的文件无法播放问题，，达到了用户对录像文件实时播放的要求。告警录像和手动录像如果包含在定时录像的时段里，就不用单独存储，从定时录像里查找、播放即可。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明所附的权利要求的保护范围之内。