專利名稱：適用于數(shù)字媒體播出的多媒體數(shù)據(jù)處理方法及其處理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)處理方法及其處理系統(tǒng)，尤指一種適用于數(shù)字媒體播出的多媒體數(shù)據(jù)處理方法及其處理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在播出環(huán)節(jié)，具體的業(yè)務(wù)功能性需求包括文件的正常播發(fā)、基于時間的隨機定位、 快進以及快退操作。在沒有索引的情況下，基于時間的隨機定位需要從頭遍歷文件，需要消耗較長的準備時間，而對于快進、快退的功能需求，X倍速的快進、快退相對文件的正常播發(fā)，對磁盤造成的壓力也將增加X-I倍，特別是在VOD點播這種存在較多快進、快退操作，而且發(fā)生的概率、時機都無法預(yù)測的情況下，將無法準確計算服務(wù)器的實際負載。對于X倍速快進、快退等功能的實現(xiàn)，服務(wù)器不能簡單的以X倍速將文件進行播發(fā)，因為這樣一是會導(dǎo)致需要X倍的傳輸帶寬，二是對解碼終端會造成解碼的混亂。另外通用的文件系統(tǒng)考慮的首要問題是保證文件存儲的安全性以及磁盤的利用效率，其塊(block)大小通常只有幾k到幾十k，隨著大量媒體文件的導(dǎo)入、刪除等操作，在磁盤上會造成大量的磁盤碎片，這將嚴重影響磁盤的IO效率，嚴重的話甚至需要停機對磁盤進行碎片整理，這在某些播出環(huán)節(jié)是絕對不能接受的。且通用文件系統(tǒng)具有固定的塊大小，其目標是提高文件大小呈離散分布文件的存儲效率；通用文件系統(tǒng)只考慮存儲，不考慮對讀寫帶寬的控制，不能保證播出環(huán)節(jié)對讀響應(yīng)時間的高標準要求；通用文件系統(tǒng)不考慮文件之間的關(guān)聯(lián)性，并存在如下缺點沒有文件關(guān)聯(lián)的機制，給節(jié)目的維護增加了難度；隨著文件導(dǎo)入、刪除操作的累計，會產(chǎn)生大量的磁盤碎片，降低IO讀寫效率；在需要快進、快退等操作的場合，對磁盤的IO請求帶寬無法測量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，而提供一種適用于數(shù)字媒體播出的多媒體數(shù)據(jù)處理方法及其處理系統(tǒng)，它具有實現(xiàn)基于幀的快速定位，在倍速播放下保證多倍速播發(fā)和單倍速播發(fā)基本占用相同的IO帶寬資源，IO性能持續(xù)穩(wěn)定，訪問效率高，產(chǎn)生的磁盤碎片不會影響磁盤IO輸出的優(yōu)點。實現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是本發(fā)明的一種適用于數(shù)字媒體播出的多媒體數(shù)據(jù)處理方法，包括以下步驟建立一索引結(jié)構(gòu)；將原始視頻文件以及所述視頻文件的幀索引信息分別存放于所述索引結(jié)構(gòu)中；在單倍速播放時，根據(jù)所述幀索引信息在原始視頻文件中定位起始幀，并進行視頻播發(fā)。進一步將上述原始視頻文件的I幀分別按照正序和倒序存放在所述索引結(jié)構(gòu)中；在快進狀態(tài)，讀取所述I幀的正序序列，根據(jù)當前幀的位置在所述I幀正序序列中定位距離所述當前幀最近的I幀，進行快進；在快退狀態(tài)，讀取所述I幀的倒序序列，根據(jù)當前幀的位置在所述I幀倒序序列中定位距離所述當前幀最近的I幀，進行快退。進一步包括以下步驟建立一存儲空間索引模塊與一文件索引模塊；將存儲介質(zhì)上的空閑的連續(xù)空間塊的索引信息存入所述存儲空間索引模塊中；存放所述原始視頻文件時，先在所述存儲空間索引模塊中查找最小的連續(xù)空間塊，如果所述索引出的最小的連續(xù)空間塊大于所述原始視頻文件的大小，將所述原始視頻文件寫入所述連續(xù)空間塊；將所述被寫入的原始視頻文件的索引項添加至所述文件索引模塊中。當對上述原始視頻文件的第N幀進行所述定位起始幀步驟時，根據(jù)所述幀索引信息計算所述第N幀前N-I個幀的長度之和，該長度之和即為所述原始視頻文件的第N幀的起始位置。本發(fā)明的一種適用于數(shù)字媒體播出的多媒體數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，包括一存儲介質(zhì)，用于存儲文件；一存儲空間索引模塊，用于提供存儲介質(zhì)上的空閑的連續(xù)空間塊的索引信息；一文件索引模塊，用于存儲寫入所述存儲介質(zhì)的視頻文件的索引項；一索引結(jié)構(gòu)，用于提供視頻索引信息和視頻數(shù)據(jù)信息；所述視頻索引信息包括視頻文件的幀索引信息；所述視頻數(shù)據(jù)信息包括I幀正序序列、I幀倒序序列和原始視頻文件。上述幀索引信息包括幀索引信息的長度信息、幀的類型信息和幀長度信息。上述視頻索引信息還包括視頻文件的時戳信息，所述時戳信息包括時戳信息長度、當前采樣點與前一個采樣點之間的距離、當前采樣點與前一個采樣點之間的時間差。上述視頻索引信息還包括視頻文件的節(jié)目信息，所述節(jié)目信息包括播放時長、分辨率寬度、分辨率高度、采樣幀率、碼率、視頻編碼格式和音頻編碼格式。上述存儲介質(zhì)的基本塊大小為U8M，所述連續(xù)空間塊由自然數(shù)個基本塊構(gòu)成，基本塊大小采用128M是經(jīng)過多次試驗得出的結(jié)論，若基本塊大小小于128M則讀取效率低，大于128M則磁盤空間浪費較大。本發(fā)明由于采用了以上技術(shù)方案，使其具有以下有益效果實現(xiàn)提供了一種能夠支持多種編碼格式的索引結(jié)構(gòu)，通過該索引結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了基于幀的快速定位，且能夠保證播出服務(wù)器在正常播發(fā)、多倍數(shù)播發(fā)時消耗同等的IO資源， 保證在滿足快進、快退等業(yè)務(wù)功能性需求的前提下，單個IO請求對IO帶寬資源的需求相對恒定，從而使得系統(tǒng)的實時IO負載可測量，具有IO性能持續(xù)穩(wěn)定，訪問效率高，讀寫效率高，不會產(chǎn)生大量的磁盤碎片的優(yōu)點，保證了服務(wù)器的穩(wěn)定運行。


圖1為本發(fā)明適用于數(shù)字媒體播出的多媒體數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實施例中用戶的點播時系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法流程圖；圖3為本發(fā)明實施例中存儲原始視頻文件時系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法的流程圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。本發(fā)明的一種適用于數(shù)字媒體播出的多媒體數(shù)據(jù)處理方法，包括以下步驟建立一索引結(jié)構(gòu)4;將原始視頻文件以及視頻文件的幀索引信息分別存放于索引結(jié)構(gòu)4中；在單倍速播放狀態(tài)，根據(jù)幀索引信息在原始視頻文件中定位起始幀，并進行視頻播發(fā)。當對原始視頻文件的第N幀進行定位起始幀步驟時，根據(jù)幀索引信息中的幀長度信息計算第N幀前N-I個幀的長度之和，該長度之和即為該原始視頻文件的第N幀的起始位置。將原始視頻文件的I幀分別按照正序和倒序存放在索引結(jié)構(gòu)4中；在快進狀態(tài)，讀取I幀的正序序列，根據(jù)當前幀的位置在I幀正序序列中定位距離當前幀最近的I幀，進行快進；在快退狀態(tài)，讀取I幀的倒序序列，根據(jù)當前幀的位置在I幀倒序序列中定位距離當前幀最近的I幀，進行快退。進一步包括以下步驟建立一存儲空間索引模塊2與一文件索引模塊1 ；將存儲介質(zhì)3上的連續(xù)的空閑空間塊32的索引信息存入存儲空間索引模塊2中；存放原始視頻文件時，先在存儲空間索引模塊2中索引最小的連續(xù)空間塊32，如果索引出的最小的連續(xù)空間塊32大于原始視頻文件的大小，將原始視頻文件寫入連續(xù)空間塊32 ；將被寫入的原始視頻文件的索引項添加至文件索引模塊1中。例如在建立一存儲空間索引模塊2與一文件索引模塊1 ；并將存儲介質(zhì)3上的空閑的連續(xù)空間塊32的索引信息存入存儲空間索引模塊2中后；對視頻文件進行存儲時請參閱圖3，首先，先在存儲空間索引模塊2中查找最小的連續(xù)空間塊32，如果查找出的最小的連續(xù)空間塊32大于原始視頻文件的大小，再判斷原始視頻文件存儲后該連續(xù)空間塊32內(nèi)剩余的空閑空間是否不小于一個基本塊大小，若判斷結(jié)果為是，即原始視頻文件存儲后該連續(xù)空間塊32內(nèi)剩余的空閑空間大于一個基本塊31大小，則將該連續(xù)空間塊32的索引信息中的空間塊起始位置信息修改為原始視頻文件存儲后連續(xù)空間塊32內(nèi)剩余空閑基本塊31中的第一個基本塊31起始位置信息；并將空間塊長度信息修改為原始視頻文件存儲后該連續(xù)空間塊32內(nèi)剩余空閑基本塊長度信息。若判斷結(jié)果為否，即原始視頻文件存儲后該連續(xù)空間塊32內(nèi)剩余的空閑空間小于一個基本塊31大小，則刪除該連續(xù)空間塊32的索引信息。通過上述判斷步驟之后，再根據(jù)連續(xù)空間塊32的原空間塊起始位置信息，將原始視頻文件寫入連續(xù)空間塊32 ；將被寫入的原始視頻文件的索引項添加至文件索引模塊1 中。
另外，在建立一索引結(jié)構(gòu)4;并將原始視頻文件以及視頻文件的幀索引信息分別存放于索引結(jié)構(gòu)4中后；處理系統(tǒng)通過如下步驟，實現(xiàn)播出功能請參閱圖2，首先根據(jù)幀索引信息在原始視頻文件中定位起始幀，當對原始視頻文件的第N幀進行定位起始幀步驟時，根據(jù)幀索引信息中的幀長度信息計算第N幀前N-I個幀的長度之和，該長度之和即為該原始視頻文件的第N幀的起始位置；再判斷時戳信息是否存在，若存在讀取時戳信息；否則實時計算時戳；之后進行視頻播發(fā)。當系統(tǒng)判斷為有多倍速播發(fā)請求時，先播發(fā)完當前GOP結(jié)束單倍速播發(fā)；在快進狀態(tài)，讀取I幀的正序序列，根據(jù)當前幀的位置在I幀正序序列中定位距離當前幀最近的I幀，通過修改每幀解碼后持續(xù)顯示時間以及幀復(fù)制、丟棄的手段，來保證恒定的幀率以及輸出碼率。在進行碼流層復(fù)用后輸出，實現(xiàn)快進；在快退狀態(tài)，讀取I幀的倒序序列，根據(jù)當前幀的位置在I幀倒序序列中定位距離當前幀最近的I幀，通過修改每幀解碼后持續(xù)顯示時間以及幀復(fù)制、丟棄的手段，來保證恒定的幀率以及輸出碼率。在進行碼流層復(fù)用后輸出，實現(xiàn)快退；其中I幀是幀內(nèi)編碼，包含了所有的視頻圖片解碼信息；當系統(tǒng)判斷有多倍速播發(fā)結(jié)束請求后，結(jié)束多倍速播發(fā)并返回在原始視頻文件中定位當前幀繼續(xù)播發(fā)。請參閱圖1，本發(fā)明的方法可通過以下處理系統(tǒng)實現(xiàn)，該適用于數(shù)字媒體播出的多媒體數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，包括一存儲介質(zhì)3，用于存儲文件；一存儲空間索引模塊2，用于提供存儲介質(zhì)上的空閑的連續(xù)空間塊32的索引信息；一文件索引模塊1，用于存儲寫入存儲介質(zhì)3的視頻文件的索引項；一索引結(jié)構(gòu)4，用于提供視頻索引信息和視頻數(shù)據(jù)信息；其中視頻索引信息包括視頻文件的打包類型、幀索引信息、碼流信息、時戳信息、版本信息和視頻信息；視頻數(shù)據(jù)信息包括I幀正序序列、I幀倒序序列和原始視頻文件。幀索引信息包括幀索引信息的長度信息、幀的類型信息和幀長度信息。時戳信息包括時戳信息長度、當前采樣點與前一個采樣點之間的距離、當前采樣點與前一個采樣點之間的時間差。節(jié)目信息包括播放時長、分辨率寬度、分辨率高度、采樣幀率、碼率、視頻編碼格式和音頻編碼格式。碼流信息包括傳輸流的包長度、節(jié)目映射表PID、節(jié)目時鐘參考PID、視頻通道數(shù)、視頻通道的PID、音頻通道數(shù)和音頻通道的PID。版本信息包括索引版本信息、索引版本信息長度、公司版權(quán)信息、公司版權(quán)信息長度、版本描述信息和版本描述信息。存儲介質(zhì)的基本塊31大小為U8M，連續(xù)空間塊32由自然數(shù)個基本塊31構(gòu)成，保證單個文件被存儲在一段連續(xù)的磁盤空間。基本塊31大小采用128M是經(jīng)過多次試驗得出的結(jié)論，若基本塊31大小小于128M則讀取效率低，大于128M則磁盤空間浪費較大。原始視頻文件的索引項包括文件長度信息、所有者信息、創(chuàng)建時間信息、存儲位置指針信息和塊計數(shù)信息。連續(xù)空間塊32的索引信息包括連續(xù)空間塊32的空間塊起始位置信息和空間塊長
度{曰息。索引結(jié)構(gòu)4，支持MPEG-2、MPEG_4以及H. 264編碼格式等多種編碼格式，通過索引結(jié)構(gòu)4，能夠快速定位I幀正序序列和I幀倒序序列以及原始視頻文件的起始位置、長度，同時能夠快速隨機定位任意幀的起始位置，由于在倍速播發(fā)狀態(tài)下是讀取正序I幀序列和逆序I幀序列，大大降低了磁盤讀取壓力。且由于單個IO請求對IO帶寬資源的需求相對恒定，從而使得系統(tǒng)的實時IO負載可測量。由于視頻文件在存儲時將所有I幀分為I幀正序序列和I幀倒序序列分別存放， 故在需要進行倍速播發(fā)時可無需讀取原始文件，而是通過讀取這些I幀的索引數(shù)據(jù)來達到不額外增加IO讀取帶寬的目的。能夠保證多倍速播發(fā)和單倍速播發(fā)基本占用相同的IO帶寬資源，達到倍速播發(fā)不額外增加IO讀取帶寬的目的。本發(fā)明實現(xiàn)提供了一種適用于數(shù)字媒體播出的多媒體數(shù)據(jù)處理方法及其處理系統(tǒng)，通過該處理方法及其處理系統(tǒng)，能夠保證播出服務(wù)器在正常播發(fā)、多倍數(shù)播發(fā)時消耗同等的IO資源；實現(xiàn)一個基于索引結(jié)構(gòu)的IO訪問算法，該算法保證在滿足快進、快退等業(yè)務(wù)功能性需求的前提下，單個IO請求對IO帶寬資源的需求相對恒定，從而使得系統(tǒng)的實時IO 負載可測量。具有IO性能持續(xù)穩(wěn)定，訪問效率高，讀寫效率高，不會產(chǎn)生大量的磁盤碎片的優(yōu)點，保證了服務(wù)器的穩(wěn)定運行。以上結(jié)合附圖實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域中普通技術(shù)人員可根據(jù)上述說明對本發(fā)明做出種種變化例。因而，實施例中的某些細節(jié)不應(yīng)構(gòu)成對本發(fā)明的限定，本發(fā)明將以所附權(quán)利要求書界定的范圍作為本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種適用于數(shù)字媒體播出的多媒體數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于包括以下步驟 建立一索引結(jié)構(gòu)；將原始視頻文件以及所述視頻文件的幀索引信息分別存放于所述索引結(jié)構(gòu)中； 正常播發(fā)時，根據(jù)所述幀索引信息在原始視頻文件中定位起始幀，并進行視頻播發(fā)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于進一步將所述原始視頻文件的I幀分別按照正序和倒序存放在所述索引結(jié)構(gòu)中；在快進狀態(tài)，讀取所述I幀的正序序列，根據(jù)當前幀的位置在所述I幀正序序列中定位距離所述當前幀最近的I幀，進行快進；在快退狀態(tài)，讀取所述I幀的倒序序列，根據(jù)當前幀的位置在所述I幀倒序序列中定位距離所述當前幀最近的I幀，進行快退。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于進一步包括以下步驟 建立一存儲空間索引模塊與一文件索引模塊；將存儲介質(zhì)上的空閑的連續(xù)空間塊的索引信息存入所述存儲空間索引模塊中； 存放所述原始視頻文件時，先在所述存儲空間索引模塊中索引最小的連續(xù)空間塊塊， 如果所述索引出的最小的連續(xù)空間塊大于所述原始視頻文件的大小，將所述原始視頻文件寫入所述連續(xù)空間塊；將所述被寫入的原始視頻文件的索引項添加至所述文件索引模塊中。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，當對所述原始視頻文件的第N幀進行所述定位起始幀步驟時，根據(jù)所述幀索引信息計算所述第N幀前N-I個幀的長度之和，該長度之和即為所述原始視頻文件的第N幀的起始位置。
5.一種適用于數(shù)字媒體播出的多媒體數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其特征在于，包括 一存儲介質(zhì)，用于存儲文件；一存儲空間索引模塊，用于提供存儲介質(zhì)上的空閑的連續(xù)空間塊的索引信息； 一文件索引模塊，用于存儲寫入所述存儲介質(zhì)的視頻文件的索引項； 一索引結(jié)構(gòu)，用于提供視頻索引信息和視頻數(shù)據(jù)信息； 所述視頻索引信息包括視頻文件的幀索引信息； 所述視頻數(shù)據(jù)信息包括I幀正序序列、I幀倒序序列和原始視頻文件。
6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述幀索引信息包括幀索引信息的長度信息、幀的類型信息和幀長度信息。
7.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述視頻索引信息還包括視頻文件的時戳信息，所述時戳信息包括時戳信息長度、當前采樣點與前一個采樣點之間的距離、當前采樣點與前一個采樣點之間的時間差。
8.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述視頻索引信息還包括視頻文件的節(jié)目信息，所述節(jié)目信息包括播放時長、分辨率寬度、分辨率高度、采樣幀率、碼率、視頻編碼格式和音頻編碼格式。
9.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述存儲介質(zhì)的基本塊大小為U8M，所述連續(xù)空間塊由自然數(shù)個基本塊構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種適用于數(shù)字媒體播出的多媒體數(shù)據(jù)處理方法及其處理系統(tǒng)，一存儲介質(zhì)，用于存儲文件；一存儲空間索引模塊，用于提供存儲介質(zhì)上的空閑的連續(xù)空間塊的索引信息；一文件索引模塊，用于存儲寫入存儲介質(zhì)的視頻文件的索引項；一索引結(jié)構(gòu)，用于提供視頻索引信息和視頻數(shù)據(jù)信息；所述視頻索引信息包括視頻文件的幀索引信息；視頻數(shù)據(jù)信息包括I幀正序序列、I幀倒序序列和原始視頻文件。由于采用了本發(fā)明的一種適用于數(shù)字媒體播出的多媒體數(shù)據(jù)處理方法及其處理系統(tǒng)，實現(xiàn)了支持多種編碼，在正常播發(fā)、多倍數(shù)播發(fā)時消耗同等的IO資源，IO性能持續(xù)穩(wěn)定，且具有訪問效率高，讀寫效率高，且不會產(chǎn)生大量的磁盤碎片的優(yōu)點。
文檔編號G11B27/10GK102332284SQ20111025066
公開日2012年1月25日 申請日期2011年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月29日
發(fā)明者劉振中, 季永華, 湯曉斌, 沈冠祎 申請人:上海文廣科技(集團)有限公司