專利名稱：一種無縫文件采集方法及系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及視音頻文件采集技術，具體涉及一種針對視音頻文件的無縫采集方法 及系統(tǒng)。
背景技術：
視音頻文件采集系統(tǒng)被廣泛應用于廣電節(jié)目錄制、視頻網(wǎng)站內(nèi)容制作、安保視頻 監(jiān)控等領域。該系統(tǒng)主要作用是將視音頻信號編碼成文件后保存起來。由于視音頻文件的 存儲量一般比較大，這種大文件在寫入數(shù)據(jù)的過程中需要較長的時間，而如果計算機系統(tǒng) 在此過程中出現(xiàn)瞬間不穩(wěn)定因素的干擾，就會發(fā)生數(shù)據(jù)寫入過程的短暫停頓并造成數(shù)據(jù)丟 失。因此，在視音頻文件的保存過程中，為了避免單個文件過大，往往會將視音頻數(shù)據(jù)按照 時間先后順序分成多段數(shù)據(jù)，分別寫入到多個文件中。但在文件切換的過程中，往往會有部 分視音頻數(shù)據(jù)在編碼器切換的空隙被丟棄，造成數(shù)據(jù)丟失。雖然這種數(shù)據(jù)丟失的持續(xù)時間 很短暫，但是有可能包含非常有價值的信息，一旦這種有價值的數(shù)據(jù)信息丟失，會給用戶造 成很大的損失。中國專利申請03150253. 9公開了一種“視音頻編輯系統(tǒng)中避免采集或錄制數(shù)據(jù) 丟失的方法”，該方法在數(shù)據(jù)采集和節(jié)目錄制過程中，先將采集或要錄制的數(shù)據(jù)分別存儲到 計算機內(nèi)存中由視音頻編輯軟件預先開設的采集數(shù)據(jù)緩存區(qū)和錄制數(shù)據(jù)緩存區(qū)內(nèi)，然后再 將對應緩存區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)寫入計算機硬盤規(guī)定的數(shù)據(jù)區(qū)或輸出到錄制設備中，避免了因計算 機系統(tǒng)瞬間不穩(wěn)定造成的數(shù)據(jù)丟失。但是，由于將視音頻數(shù)據(jù)分段后，視頻流和音頻流很 可能出現(xiàn)不同步的現(xiàn)象。目前主流的編碼器在同時編碼音頻和視頻流時，需要將編碼后的 兩個流交織后寫入到文件中，如果生成的文件中相鄰的兩個數(shù)據(jù)流出現(xiàn)不同步的情況，當 播放器播放這種文件時，為了等待另一個流同步，需要緩沖非常多的數(shù)據(jù)，造成內(nèi)存占用過 多，磁盤讀寫頻繁，隨機定位慢，甚至音視頻不協(xié)調(diào)等一系列問題。為了避免這種情況出現(xiàn)， 主流的編碼器一般都要求輸入的兩個數(shù)據(jù)流應保持基本同步，如果超出同步的控制范圍， 時間戳超前的流中的部分數(shù)據(jù)會被編碼器主動丟棄，以縮小差距，嚴重的甚至導致編碼器 拒絕后續(xù)數(shù)據(jù)的編碼請求，導致數(shù)據(jù)丟失?？梢姡绻麑⒉煌降囊曨l流和音頻流輸入編碼 器，在編碼器內(nèi)部同樣會出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失的現(xiàn)象，無法做到真正的文件無縫采集。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術中視音頻文件采集時容易造成數(shù)據(jù)丟失的缺陷， 提供一種無縫文件采集方法及系統(tǒng)，從而保證視音頻文件采集的完整性。本發(fā)明的技術方案如下一種無縫文件采集方法，包括如下步驟(1)在編碼器前端設置一個數(shù)據(jù)緩存池，將視音頻數(shù)據(jù)按時間順序存入緩存池；(2)打開數(shù)據(jù)緩存池的出口，使未編碼的視音頻數(shù)據(jù)經(jīng)過緩存池同步輸出，進入編 碼器進行文件編碼；(3)當需要切換輸出文件時，系統(tǒng)發(fā)出文件切換消息；
(4)再次同步緩存池中的視音頻數(shù)據(jù)，使輸出給編碼器的視頻流總長度等于音頻 流總長度，然后關閉數(shù)據(jù)緩存池的出口 ；(5)編碼器將其內(nèi)部已完成編碼的數(shù)據(jù)生成一個文件，輸出到硬盤的目標位置；(6)返回步驟( 進行重復操作，直至完成所有視音頻數(shù)據(jù)的采集。進一步，如上所述的無縫文件采集方法，步驟(1)中設置數(shù)據(jù)緩存池的方式是在 計算機系統(tǒng)的內(nèi)存中劃分一塊緩存區(qū)域，將該緩存區(qū)域與編碼器相關聯(lián)，形成數(shù)據(jù)經(jīng)該緩 存區(qū)域進入編碼器的輸入路徑；或者，在計算機系統(tǒng)的硬盤上建立一個臨時文件，將緩存映 射到硬盤的臨時文件中，將該臨時文件與編碼器相關聯(lián)，形成數(shù)據(jù)經(jīng)該臨時文件進入編碼 器的輸入路徑。進一步，如上所述的無縫文件采集方法，步驟O)中所述的打開數(shù)據(jù)緩存池的出 口為啟動從緩存池中取數(shù)據(jù)并輸送到編碼器的數(shù)據(jù)讀取線程；步驟中所述的關閉數(shù) 據(jù)緩存池的出口為停止上述數(shù)據(jù)讀取線程。進一步，如上所述的無縫文件采集方法，在步驟( 和步驟(4)中對視音頻數(shù)據(jù)進 行同步的方式是選擇一個參考時鐘，在生成視頻數(shù)據(jù)流和音頻數(shù)據(jù)流時對每一幀數(shù)據(jù)分 別加上一個時間戳，通過對照視頻數(shù)據(jù)流和音頻數(shù)據(jù)流的時間戳，對兩個數(shù)據(jù)流的輸送速 度進行調(diào)整，以實現(xiàn)視音頻數(shù)據(jù)的同步輸送。一種無縫文件采集系統(tǒng)，包括編碼器，用于對視音頻數(shù)據(jù)進行文件編碼，并輸出形成目標文件；數(shù)據(jù)緩存池，與編碼器的輸入端連接，用于暫時存儲未編碼的視音頻數(shù)據(jù)，并將數(shù) 據(jù)輸送給編碼器；數(shù)據(jù)同步模塊，與數(shù)據(jù)緩存池連接，用于對數(shù)據(jù)緩存池中的視音頻數(shù)據(jù)流進行先 后兩次同步控制；緩存池開關模塊，設置在數(shù)據(jù)緩存池的出口與編碼器的輸入端之間，用于控制未 編碼的視音頻數(shù)據(jù)經(jīng)過緩存池向編碼器的輸送。進一步，如上所述的無縫文件采集系統(tǒng)，其中，所述的數(shù)據(jù)緩存池為計算機系統(tǒng)內(nèi) 存中的一塊緩存區(qū)域，通過設置數(shù)據(jù)經(jīng)該緩存區(qū)域進入編碼器的輸入路徑，形成緩存區(qū)域 與編碼器的關聯(lián)關系；或者，所述的數(shù)據(jù)緩存池為計算機系統(tǒng)硬盤中的一個臨時文件所構 成的虛擬內(nèi)存。進一步，如上所述的無縫文件采集系統(tǒng)，其中，所述的數(shù)據(jù)同步模塊根據(jù)一個參考 時鐘，對生成的視頻數(shù)據(jù)流和音頻數(shù)據(jù)流的每一幀數(shù)據(jù)分別加上一個時間戳，通過對照視 頻數(shù)據(jù)流和音頻數(shù)據(jù)流的時間戳，對兩個數(shù)據(jù)流的輸送速度進行調(diào)整，以實現(xiàn)視音頻數(shù)據(jù) 的同步輸送。進一步，如上所述的無縫文件采集系統(tǒng)，其中，所述的緩存池開關模塊為一個數(shù)據(jù) 讀取線程，通過啟動和停止該數(shù)據(jù)讀取線程，實現(xiàn)編碼器從緩存池中讀取視音頻數(shù)據(jù)的控 制。本發(fā)明的有益效果如下本發(fā)明通過在編碼器的前端增設一個數(shù)據(jù)緩存池，使視 音頻數(shù)據(jù)經(jīng)過緩存池后再進入編碼器，并通過打開和關閉緩存池的出口來控制輸入編碼器 的視音頻數(shù)據(jù)量；同時在每一階段編碼的過程中，前后兩次對緩存池中的視音頻數(shù)據(jù)流進 行同步控制，使送給編碼器的視頻流總長度等于音頻流總長度，實現(xiàn)了真正意義上的視音頻文件的無縫采集，防止數(shù)據(jù)的丟失，保證了視音頻文件采集的完整性。


圖1為本發(fā)明具體實施方式
中的方法流程圖；圖2為本發(fā)明具體實施方式
中的系統(tǒng)結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細的描述。如圖1所示，本發(fā)明所提供的無縫文件采集方法，包括如下步驟步驟S01，在編碼器前端設置一個數(shù)據(jù)緩存池，將視音頻數(shù)據(jù)按時間順序存入緩存 池；步驟S02，打開數(shù)據(jù)緩存池的出口，啟動數(shù)據(jù)讀取線程，使未編碼的視音頻數(shù)據(jù)經(jīng) 過緩存池同步輸出，進入編碼器進行文件編碼；步驟S03，當需要切換輸出文件時，系統(tǒng)發(fā)出文件切換消息；步驟S04，再次同步緩存池中的視音頻數(shù)據(jù)，使送給編碼器的視頻流總長度等于音 頻流總長度，然后關閉數(shù)據(jù)緩存池的出口，停止數(shù)據(jù)讀取線程，讓未編碼的數(shù)據(jù)在緩存池中 排隊；步驟S05，編碼器將其內(nèi)部已完成編碼的數(shù)據(jù)生成一個文件，輸出到硬盤的目標位 置；步驟S06，返回步驟S02進行重復操作，直至完成所有視音頻數(shù)據(jù)的采集。在上述方案中，為了達到無縫采集的目的，本發(fā)明在編碼器前端增加了 一個數(shù)據(jù) 緩存池，所述的數(shù)據(jù)緩存池必須是一塊可直接操作的內(nèi)存區(qū)域，但是這里所述的內(nèi)存是操 作系統(tǒng)所提供的虛擬內(nèi)存，虛擬內(nèi)存可以是實際物理內(nèi)存中的一塊緩存區(qū)域，也可以映射 到硬盤上的一個文件中，通過設置數(shù)據(jù)經(jīng)該虛擬內(nèi)存進入編碼器的輸入路徑，形成緩存區(qū) 域(或臨時文件)與編碼器的關聯(lián)關系。由于本系統(tǒng)中所緩存的是無壓縮的視音頻數(shù)據(jù)， 其數(shù)據(jù)量巨大，因此當運行本系統(tǒng)的計算機物理內(nèi)存較小時，可將緩存映射到硬盤上的一 個臨時文件中，使用硬盤空間來緩解內(nèi)存不足的缺陷。由于視音頻信號先經(jīng)過緩存池，再進入編碼器進行文件編碼工作，當同時有音頻 流和視頻流時，就需要做好音視頻同步工作，讓編碼器接收到的兩個流的時間戳盡量一致。 從技術上來講，視音頻數(shù)據(jù)進行同步的最佳方式就是基于時間戳的調(diào)整方式，首先選擇一 個參考時鐘，在生成視頻數(shù)據(jù)流和音頻數(shù)據(jù)流時對每一幀數(shù)據(jù)分別加上一個時間戳，通過 對照視頻數(shù)據(jù)流和音頻數(shù)據(jù)流的時間戳，對兩個數(shù)據(jù)流的輸送速度進行調(diào)整，以實現(xiàn)視音 頻數(shù)據(jù)的同步輸送。本發(fā)明的關鍵之處在于對視頻數(shù)據(jù)流和音頻數(shù)據(jù)流進行兩次同步，第一次發(fā)生在 步驟S02中，即視音頻信號進入編碼器之前先進行同步；第二次發(fā)生在步驟S04中，即當編 碼器需要切換輸出文件時，系統(tǒng)對視音頻信號數(shù)據(jù)再做一次同步，使得送給編碼器的視頻 流總長度等于音頻流總長度，然后系統(tǒng)暫時關閉緩存池的出口，讓未編碼的數(shù)據(jù)在緩存池 中排隊，這時再讓編碼器切換輸出文件。再次打開緩存池出口，將剩余數(shù)據(jù)繼續(xù)推送給編碼 器進行處理，真正做到無縫采集。上述步驟中做兩次視音頻同步非常重要，否則編碼器內(nèi)部會丟失數(shù)據(jù)，無法做到真正的無縫采集。為實現(xiàn)上述無縫文件采集方法，本發(fā)明進一步提供了相應系統(tǒng)的結構組成，如圖2 所示，具體包括編碼器，用于對視音頻數(shù)據(jù)進行文件編碼，并輸出形成目標文件；數(shù)據(jù)緩存池，與編碼器的輸入端連接，用于暫時存儲未編碼的視音頻數(shù)據(jù)，并將數(shù) 據(jù)輸送給編碼器；在具體實施方式
中，數(shù)據(jù)緩存池為計算機系統(tǒng)內(nèi)存中的一塊緩存區(qū)域，通 過設置數(shù)據(jù)經(jīng)該緩存區(qū)域進入編碼器的輸入路徑，形成緩存區(qū)域與編碼器的關聯(lián)關系；或 者，數(shù)據(jù)緩存池為計算機系統(tǒng)硬盤中的一個臨時文件所構成的虛擬內(nèi)存；數(shù)據(jù)同步模塊，與數(shù)據(jù)緩存池連接，用于對數(shù)據(jù)緩存池中的視音頻數(shù)據(jù)流進行先 后兩次同步控制；具體的控制方式是，根據(jù)一個參考時鐘，對生成的視頻數(shù)據(jù)流和音頻數(shù)據(jù) 流的每一幀數(shù)據(jù)分別加上一個時間戳，通過對照視頻數(shù)據(jù)流和音頻數(shù)據(jù)流的時間戳，對兩 個數(shù)據(jù)流的輸送速度進行調(diào)整，以實現(xiàn)視音頻數(shù)據(jù)的同步輸送；同步控制需要進行兩次，第 一次是在視音頻信號進入編碼器之前，第二次是在當編碼器需要切換輸出文件時；緩存池開關模塊，設置在數(shù)據(jù)緩存池的出口與編碼器的輸入端之間，為一個從緩 存池中取數(shù)據(jù)并輸送到編碼器的數(shù)據(jù)讀取線程，通過啟動和停止該數(shù)據(jù)讀取線程，控制未 編碼的視音頻數(shù)據(jù)經(jīng)過緩存池向編碼器的輸送。在該數(shù)據(jù)讀取線程正常運行期間，會調(diào)用 數(shù)據(jù)同步模塊對所有傳送的視音頻數(shù)據(jù)進行上述方法中步驟S02所述的第一次同步，當關 閉該數(shù)據(jù)讀取線程時，線程會在退出前調(diào)用數(shù)據(jù)同步模塊進行上述方法中步驟S04所述的 第二次同步。上述系統(tǒng)通過在編碼器前端增加了一個數(shù)據(jù)緩存池，使視音頻信號先經(jīng)過緩存 池，再進入編碼器進行文件編碼工作，通過數(shù)據(jù)同步模塊對數(shù)據(jù)緩存池中的視音頻數(shù)據(jù)流 進行先后兩次同步控制，保證了編碼器內(nèi)部編碼時不會丟失數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)了文件的無縫 采集，緩存池開關模塊對緩存池的出口進行控制，保證了進入編碼器的數(shù)據(jù)量。顯然，本領域的技術人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精 神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權利要求及其等同技術的范圍 之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
權利要求
1.一種無縫文件采集方法，包括如下步驟(1)在編碼器前端設置一個數(shù)據(jù)緩存池，將視音頻數(shù)據(jù)按時間順序存入緩存池；(2)打開數(shù)據(jù)緩存池的出口，使未編碼的視音頻數(shù)據(jù)經(jīng)過緩存池同步輸出，進入編碼器 進行文件編碼；(3)當需要切換輸出文件時，系統(tǒng)發(fā)出文件切換消息；(4)再次同步緩存池中的視音頻數(shù)據(jù)，使輸出給編碼器的視頻流總長度等于音頻流總 長度，然后關閉數(shù)據(jù)緩存池的出口 ；(5)編碼器將其內(nèi)部已完成編碼的數(shù)據(jù)生成一個文件，輸出到硬盤的目標位置；(6)返回步驟( 進行重復操作，直至完成所有視音頻數(shù)據(jù)的采集。
2.如權利要求1所述的無縫文件采集方法，其特征在于步驟(1)中設置數(shù)據(jù)緩存池 的方式是在計算機系統(tǒng)的內(nèi)存中劃分一塊緩存區(qū)域，將該緩存區(qū)域與編碼器相關聯(lián)，形成 數(shù)據(jù)經(jīng)該緩存區(qū)域進入編碼器的輸入路徑。
3.如權利要求1所述的無縫文件采集方法，其特征在于步驟(1)中設置數(shù)據(jù)緩存池 的方式是在計算機系統(tǒng)的硬盤上建立一個臨時文件，將緩存映射到硬盤的臨時文件中，將 該臨時文件與編碼器相關聯(lián)，形成數(shù)據(jù)經(jīng)該臨時文件進入編碼器的輸入路徑。
4.如權利要求1或2或3所述的無縫文件采集方法，其特征在于步驟O)中所述的 打開數(shù)據(jù)緩存池的出口為啟動從緩存池中取數(shù)據(jù)并輸送到編碼器的數(shù)據(jù)讀取線程；步驟 (4)中所述的關閉數(shù)據(jù)緩存池的出口為停止上述數(shù)據(jù)讀取線程。
5.如權利要求4所述的無縫文件采集方法，其特征在于在步驟(2)和步驟中對 視音頻數(shù)據(jù)進行同步的方式是選擇一個參考時鐘，在生成視頻數(shù)據(jù)流和音頻數(shù)據(jù)流時對 每一幀數(shù)據(jù)分別加上一個時間戳，通過對照視頻數(shù)據(jù)流和音頻數(shù)據(jù)流的時間戳，對兩個數(shù) 據(jù)流的輸送速度進行調(diào)整，以實現(xiàn)視音頻數(shù)據(jù)的同步輸送。
6.一種無縫文件采集系統(tǒng)，包括編碼器，用于對視音頻數(shù)據(jù)進行文件編碼，并輸出形成目標文件；數(shù)據(jù)緩存池，與編碼器的輸入端連接，用于暫時存儲未編碼的視音頻數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)輸 送給編碼器；數(shù)據(jù)同步模塊，與數(shù)據(jù)緩存池連接，用于對數(shù)據(jù)緩存池中的視音頻數(shù)據(jù)流進行同步控制；緩存池開關模塊，設置在數(shù)據(jù)緩存池的出口與編碼器的輸入端之間，用于控制未編碼 的視音頻數(shù)據(jù)經(jīng)過緩存池向編碼器的輸送。
7.如權利要求6所述的無縫文件采集系統(tǒng)，其特征在于所述的數(shù)據(jù)緩存池為計算機 系統(tǒng)內(nèi)存中的一塊緩存區(qū)域，通過設置數(shù)據(jù)經(jīng)該緩存區(qū)域進入編碼器的輸入路徑，形成緩 存區(qū)域與編碼器的關聯(lián)關系。
8.如權利要求6所述的無縫文件采集系統(tǒng)，其特征在于所述的數(shù)據(jù)緩存池為計算機 系統(tǒng)硬盤中的一個臨時文件所構成的虛擬內(nèi)存。
9.如權利要求6或7或8所述的無縫文件采集系統(tǒng)，其特征在于所述的數(shù)據(jù)同步模 塊根據(jù)一個參考時鐘，對生成的視頻數(shù)據(jù)流和音頻數(shù)據(jù)流的每一幀數(shù)據(jù)分別加上一個時間 戳，通過對照視頻數(shù)據(jù)流和音頻數(shù)據(jù)流的時間戳，對兩個數(shù)據(jù)流的輸送速度進行調(diào)整，以實 現(xiàn)視音頻數(shù)據(jù)的同步輸送。
10.如權利要求6或7或8所述的無縫文件采集系統(tǒng)，其特征在于所述的緩存池開關 模塊為一個數(shù)據(jù)讀取線程，通過啟動和停止該數(shù)據(jù)讀取線程，實現(xiàn)編碼器從緩存池中讀取 視音頻數(shù)據(jù)的控制。
全文摘要
本發(fā)明涉及視音頻文件采集技術，具體涉及一種針對視音頻文件的無縫采集方法及系統(tǒng)。該方法在編碼器前端設置一個數(shù)據(jù)緩存池，將視音頻數(shù)據(jù)按時間順序存入緩存池；打開數(shù)據(jù)緩存池的出口，使未編碼的視音頻數(shù)據(jù)經(jīng)過緩存池同步輸出，進入編碼器進行文件編碼；當需要切換輸出文件時，系統(tǒng)發(fā)出文件切換消息；再次同步緩存池中的視音頻數(shù)據(jù)，使送給編碼器的視頻流總長度等于音頻流總長度，然后關閉數(shù)據(jù)緩存池的出口；編碼器將其內(nèi)部已完成編碼的數(shù)據(jù)生成一個文件，輸出到硬盤的目標位置；重新打開緩存池出口重復編碼操作，直至完成所有視音頻數(shù)據(jù)的采集。本發(fā)明能夠做到編碼時不丟失數(shù)據(jù)，從而保證視音頻文件采集的完整性。
文檔編號H04N5/222GK102098423SQ200910242620
公開日2011年6月15日 申請日期2009年12月10日 優(yōu)先權日2009年12月10日
發(fā)明者周銘慧, 孔彥鋒, 時杰, 王常波, 白東巖 申請人:北京北大方正電子有限公司, 北大方正集團有限公司