一種網(wǎng)絡存儲方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及網(wǎng)絡存儲，特別涉及一種視頻數(shù)據(jù)存儲方法。
【背景技術】
[0002] 近年來，隨著視頻壓縮技術的不斷發(fā)展以及網(wǎng)絡帶寬的提升，視頻監(jiān)控系統(tǒng)以其 體積小、一體化、可操作性強、可定制、易維護、可接入的特點，受到了安防監(jiān)控領域的極大 歡迎。除了可以對現(xiàn)場情況進行實時監(jiān)控，還可以將無人監(jiān)視時段的前端現(xiàn)場或者突發(fā)報 警事件等進行實時視頻，供事后進行讀取和分析評價。目前已有多種存儲體系來支持視頻 監(jiān)控系統(tǒng)。其中DAS適合服務器在地理分布上很分散的狀況，將存儲設備通過SCSI接口或 光纖通道直接連接到服務器上。SAN將數(shù)據(jù)塊通過光纖通道傳輸至存儲網(wǎng)絡，NAS是通過IP 通道將文件進行多協(xié)議共享，適用于文件服務器的整合，CAS適用于長時間的完整性保存固 定數(shù)據(jù)。以上各種架構均對視頻監(jiān)控提供了較好的系統(tǒng)支持，然而視頻存儲的穩(wěn)定性和清 晰度是監(jiān)控質(zhì)量的重要保證，目前視頻監(jiān)控系統(tǒng)的存儲通常具有以下不足：編碼格式較為 固定；傳統(tǒng)文件系統(tǒng)采用基于多級指針的數(shù)據(jù)存儲模式，在存儲幀數(shù)據(jù)時具有I/O操作量 大和易產(chǎn)生存儲碎片等問題，從而導致視頻存儲效率低和檢索性能差，成為系統(tǒng)性能及規(guī) 模提升的瓶頸。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為解決上述現(xiàn)有技術所存在的問題，本發(fā)明提出了一種網(wǎng)絡存儲方法，包括：
[0004] 在存儲設備中建立全局塊、一級索引區(qū)和數(shù)據(jù)區(qū)，將視頻數(shù)據(jù)直接存儲在存儲設 備中，所述全局塊在存儲設備格式化時寫入，記錄系統(tǒng)的全局存儲管理信息，該全局存儲管 理信息包括創(chuàng)建時間、數(shù)據(jù)塊大小、一級索引樹的根節(jié)點位置和分段時長，所述一級索引區(qū) 由一組索引節(jié)點組成，所有節(jié)點按索引樹結(jié)構進行組織，索引樹節(jié)點由多個一級索引信息 組成，每個一級索引代表一個視頻片段，一級索引中記錄了視頻片段的碼流類型、起始存儲 位置、視頻片段開始時間和結(jié)束時間等信息，所述數(shù)據(jù)區(qū)以定長數(shù)據(jù)塊的形式存儲視頻數(shù) 據(jù)；
[0005] 設置幀緩存和索引緩存，在視頻存儲時，將幀數(shù)據(jù)及其索引信息先保存在幀緩存 和索引緩存中，當緩存區(qū)被寫滿時，采用先數(shù)據(jù)、后索引的順序?qū)⒕彺嬷械臄?shù)據(jù)一次性寫入 存儲設備，并采用索引樹對視頻信息進行組織管理，同時對索引樹中相應的視頻片段信息 節(jié)點進行更新。
[0006] 優(yōu)選地，該方法還包括，當在存儲視頻時，包括以下步驟：
[0007] 步驟1. 1 :將幀數(shù)據(jù)按塊對齊寫入數(shù)據(jù)區(qū)；
[0008] 步驟1. 2 :寫入對應的次級索引；
[0009] 步驟1. 3 :更新對應視頻片段的一級索引；
[0010] 步驟1. 4 :更新全局塊信息；
[0011] 當從所述存儲設備中讀取視頻時，包括以下步驟：
[0012] 步驟2. 1 :檢索索引樹獲取視頻片段的一級索引；
[0013] 步驟2.2 :通過一級索引定位出視頻片段的次級索引區(qū)間；
[0014] 步驟2. 3 :根據(jù)次級索引找出視頻片段的幀數(shù)據(jù)存儲塊區(qū)間；
[0015] 步驟2. 4 :讀出視頻片段的幀數(shù)據(jù)。
[0016] 優(yōu)選地，在所述索引樹中，每個關鍵字對應一個指向子節(jié)點的指針，葉節(jié)點包含了 樹中全部關鍵字信息，索引樹組織所有一級索引信息，其根節(jié)點位置記錄在全局塊中，并以 視頻片段的開始時間作為索引鍵值，所有一級索引信息均可從葉子節(jié)點中獲取，以提供視 頻檢索；
[0017] 樹中的每個節(jié)點由以下部分組成，包括keyNum，用于記錄節(jié)點中的實際一級索引 數(shù)量;main_index和child_pointer，分別用于保存一級索引信息及其對應的子節(jié)點指針； 在檢索開始時，先從全局塊中獲取索引樹的根節(jié)點位置，通過遍歷關鍵字找出一條從根節(jié) 點到葉節(jié)點的符合檢索時間條件的檢索路徑，通過一級索引定位至次級索引實現(xiàn)幀數(shù)據(jù)的 檢索，得到相應的視頻片段。
[0018] 優(yōu)選地，所述幀緩存用于緩存幀數(shù)據(jù)，索引緩存用于緩存視頻對應的索引信息，幀 緩存組建完成后一次性寫入存儲設備，所述視頻的一幀由一個I幀與多個P幀組成，在每幀 前后各添加一個2字節(jié)大小的標志位MH和MT，用于數(shù)據(jù)校驗和實現(xiàn)視頻幀的單獨提?。?br>[0019] 所述幀緩存由幀頭、幀數(shù)據(jù)和標志位MH和MT組成，在內(nèi)存中組建的幀緩存大小為 塊大小的整數(shù)倍，其計算方法如下：
[0020]
【主權項】
1. 一種網(wǎng)絡存儲方法，其特征在于，包括： 在存儲設備中建立全局塊、一級索引區(qū)和數(shù)據(jù)區(qū)，將視頻數(shù)據(jù)直接存儲在存儲設備中， 所述全局塊在存儲設備格式化時寫入，記錄系統(tǒng)的全局存儲管理信息，該全局存儲管理信 息包括創(chuàng)建時間、數(shù)據(jù)塊大小、一級索引樹的根節(jié)點位置和分段時長，所述一級索引區(qū)由一 組索引節(jié)點組成，所有節(jié)點按索引樹結(jié)構進行組織，索引樹節(jié)點由多個一級索引信息組成， 每個一級索引代表一個視頻片段，一級索引中記錄了視頻片段的碼流類型、起始存儲位置、 視頻片段開始時間和結(jié)束時間等信息，所述數(shù)據(jù)區(qū)以定長數(shù)據(jù)塊的形式存儲視頻數(shù)據(jù)； 設置幀緩存和索引緩存，在視頻存儲時，將幀數(shù)據(jù)及其索引信息先保存在幀緩存和索 引緩存中，當緩存區(qū)被寫滿時，采用先數(shù)據(jù)、后索引的順序?qū)⒕彺嬷械臄?shù)據(jù)一次性寫入存儲 設備，并采用索引樹對視頻信息進行組織管理，同時對索引樹中相應的視頻片段信息節(jié)點 進行更新。
2. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，該方法還包括，當在存儲視頻時，包括以 下步驟： 步驟1. 1 :將幀數(shù)據(jù)按塊對齊寫入數(shù)據(jù)區(qū)； 步驟1. 2 :寫入對應的次級索引； 步驟1. 3 :更新對應視頻片段的一級索引； 步驟1. 4 :更新全局塊信息； 當從所述存儲設備中讀取視頻時，包括以下步驟： 步驟2. 1 :檢索索引樹獲取視頻片段的一級索引； 步驟2. 2 :通過一級索引定位出視頻片段的次級索引區(qū)間； 步驟2. 3 :根據(jù)次級索引找出視頻片段的幀數(shù)據(jù)存儲塊區(qū)間； 步驟2. 4 :讀出視頻片段的幀數(shù)據(jù)。
3. 根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，在所述索引樹中，每個關鍵字對應一個指 向子節(jié)點的指針，葉節(jié)點包含了樹中全部關鍵字信息，索引樹組織所有一級索引信息，其根 節(jié)點位置記錄在全局塊中，并以視頻片段的開始時間作為索引鍵值，所有一級索引信息均 可從葉子節(jié)點中獲取，以提供視頻檢索； 樹中的每個節(jié)點由以下部分組成，包括keyNum，用于記錄節(jié)點中的實際一級索引數(shù)量； main_index和child_pointer，分別用于保存一級索引信息及其對應的子節(jié)點指針；在檢 索開始時，先從全局塊中獲取索引樹的根節(jié)點位置，通過遍歷關鍵字找出一條從根節(jié)點到 葉節(jié)點的符合檢索時間條件的檢索路徑，通過一級索引定位至次級索引實現(xiàn)幀數(shù)據(jù)的檢 索，得到相應的視頻片段。
4. 根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于，所述幀緩存用于緩存幀數(shù)據(jù)，索引緩存用 于緩存視頻對應的索引信息，幀緩存組建完成后一次性寫入存儲設備，所述視頻的一幀由 一個I幀與多個P幀組成，在每幀前后各添加一個2字節(jié)大小的標志位MH和MT，用于數(shù)據(jù) 校驗和實現(xiàn)視頻幀的單獨提取； 所述幀緩存由幀頭、幀數(shù)據(jù)和標志位MH和MT組成，在內(nèi)存中組建的幀緩存大小為塊大 小的整數(shù)倍，其計算方法如下：
其中，BR為視頻碼率；ML為標志位長度；HS為視頻幀頭部大??；FR為幀率；BS為存儲 設備中數(shù)據(jù)單元的大小。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種網(wǎng)絡存儲方法，該方法包括：在存儲設備中建立全局塊、一級索引區(qū)和數(shù)據(jù)區(qū)，將視頻數(shù)據(jù)直接存儲在存儲設備中；設置幀緩存和索引緩存，在視頻存儲時，將幀數(shù)據(jù)及其索引信息先保存在幀緩存和索引緩存中，并采用索引樹對視頻信息進行組織管理。本發(fā)明提出了一種基于網(wǎng)絡的存儲方法，在較高的數(shù)據(jù)量下實現(xiàn)了穩(wěn)定存儲以及快速準確的檢索，具有實用性和可靠性。
【IPC分類】G06F17-30, G06F12-08
【公開號】CN104750859
【申請?zhí)枴緾N201510180766
【發(fā)明人】徐宇
【申請人】成都影泰科技有限公司
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年4月16日