一種基于稀疏解析的索引信息存儲、查詢方法及存儲系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于稀疏解析的索引信息存儲、查詢方法及存儲系統(tǒng)，所述存儲方法包含：步驟101）用于將獲得的索引內容進行快速稀疏化解析；步驟102）用于將快速稀疏化解析后的索引信息存儲在設定的存儲結構中，所述的設定的存儲結構為：存放多個不同倍速子文件的索引參數(shù)，且與同一個倍速播放相關的所有幀描述信息為連續(xù)存放；其中，所述稀疏化解析得到的索引信息就是存儲結構中的索引參數(shù)。所述步驟101）進一步包含：步驟101-1）根據(jù)Index內容的結構規(guī)范，首先獲得索引頭信息，所述索引頭信息中包含該索引內容的總長度、描述信息、各子文件信息和幀索引信息；步驟101-2）根據(jù)各子文件播放倍速的比值進行幀索引信息的采樣抽取，并解析抽取部分的幀索引信息。
【專利說明】一種基于稀疏解析的索引信息存儲、查詢方法及存儲系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及流媒體服務器系統(tǒng)中索引信息存儲結構設計、索引信息稀疏化解析、快速查詢及緩存技術，具體本發(fā)明提供一種基于稀疏解析的索引信息存儲、查詢方法及存儲系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]作為輿論傳播的重要陣地，我國的廣播電視快速發(fā)展。在未來國家信息化基礎建設中，廣播電視網(wǎng)絡具有舉足輕重的地位和作用，我們國家提出了加快發(fā)展NGB (NextGeneration Broadcasting Network)的發(fā)展計劃。NGB業(yè)務多以流媒體形式展開,流媒體服務是其核心技術之一。流媒體系統(tǒng)中索引信息的快速處理、查詢和緩存直接影響流媒體服務系統(tǒng)的性能。為了提高流媒體服務系統(tǒng)的整體性能，需要解決索引信息的快速解析、查找和緩存。
[0003]由于流媒體服務系統(tǒng)內存空間有限，很難將所有內容的索引信息都直接緩存在內存中。此時，可考慮將解析后的索引信息在內存中的映像直接寫入磁盤進行緩存，當有用戶點播時再快速讀取出來，從而提高系統(tǒng)性能。從磁盤中讀寫索引信息相對于直接訪問內存中的索引信息，磁盤I/o操作比較耗時。要達到上述目的，就要求解析后內存中的索引信息盡量小，內存空間連續(xù)。新奧特(北京)視頻技術有限公司申請的《一種支持TS流媒體文件幀精確定位的索引方法及系統(tǒng)》專利中公開了一種實現(xiàn)TS流媒體文件直接幀精確定位的索引方法，根據(jù)TS流媒體文件中的視音頻數(shù)據(jù)流的基本信息生成索引文件的基本結構。這種方法只適用于直接從單個流媒體中生成索引信息，并不支持多個倍速子文件情況下索引信息的構建、查詢及緩存。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的在于，為提聞流媒體服務系統(tǒng)的性能，提出一種索引/[目息聞效存儲結構，同時提出一種索引內容稀疏化解析、快速查詢和緩存方法。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種基于稀疏解析的索引信息存儲方法，所述方法包含:
[0006]步驟101)用于將獲得的索引內容進行快速稀疏化解析；
[0007]步驟102)用于將快速稀疏化解析后的索引信息存儲在設定的存儲結構中，所述的設定的存儲結構為:存放多個不同倍速子文件的索引參數(shù)，且與同一個倍速播放相關的所有幀描述信息為連續(xù)存放；其中，所述稀疏化解析得到的索引信息就是存儲結構中的索引參數(shù)。
[0008]上述步驟101)進一步包含:
[0009]步驟101-1)根據(jù)Index內容的結構規(guī)范，首先獲得索引頭信息，所述索引頭信息中包含該索引內容的總長度、描述信息、各子文件信息和幀索引信息；
[0010]步驟101-2)根據(jù)各子文件播放倍速的比值進行幀索引信息的采樣抽取，并解析抽取部分的幀索引信息。
[0011]上述步驟102)之后還包含如下步驟:
[0012]使用內存中索引信息結構指針以及索引信息大小，將所述索引信息寫入磁盤中進行緩存。
[0013]當需要從磁盤中恢復索引信息映像時，首先從磁盤中讀出已緩存的索引信息到內存中，所述索引信息結構中包含其自身的結構信息，因此流媒體服務系統(tǒng)可直接用來查詢。
[0014]基于上述存儲方法中定義的存儲方式本發(fā)明還提供了一種播放倍速切換查詢方法，所述查詢方法包含如下步驟:
[0015]步驟201)根據(jù)索引信息結構中的索引信息，設切換前播放內容的倍速Hi1、跳變時播放到的I幀序號P以及跳變后內容的倍速Hi2、跳變后開始播放的I幀序號為q,根據(jù)式q= (Hi2Zm1)^p計算切換后的I幀序號；
[0016]步驟202)根據(jù)計算得到的I幀序號從索引信息結構中查詢到該I幀在m2倍速子文件中的字節(jié)偏移，流媒體系統(tǒng)再從該字節(jié)偏移位置開始進行流化，完成播放內容的倍速切換。
[0017]基于上述方法，本發(fā)明還提供了一種基于稀疏解析的索引信息存儲系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包含:
[0018]稀疏化處理模塊，用于將獲得的索引內容進行快速稀疏化解析；
[0019]存儲驅動模塊，用于將快速稀疏化解析后的索引信息存儲在設定的存儲模塊中；
[0020]所述的存儲模塊的存儲結構為:存放多個不同倍速子文件的索引參數(shù)，且與同一個倍速播放相關的所有幀描述信息為連續(xù)存放。
[0021]上述稀疏化處理模塊進一步包含:
[0022]索引頭信息獲取子模塊，用于根據(jù)Index內容的結構規(guī)范，首先獲得索引頭信息，所述索引頭信息中包含該索引內容的總長度、各子文件信息和幀索引信息；
[0023]采樣抽取子模塊，用于根據(jù)各子文件播放倍速的比值進行幀索引信息的采樣抽取，并解析抽取部分的幀索引信息得到每個子文件的基本信息，所述基本信息包含該子文件中的I幀、P幀和B幀的數(shù)量。
[0024]上述系統(tǒng)還包含:
[0025]緩存驅動模塊，用于使用內存中索引信息結構指針以及索引信息大小，將所述索引信息寫入磁盤中進行緩存。
[0026]當需要從磁盤中恢復索引信息映像時，首先從磁盤中讀出已緩存的索引信息到內存中，所述索引信息結構中包含其自身的結構信息，因此流媒體服務系統(tǒng)可直接用來查詢。
[0027]本發(fā)明的優(yōu)點在于，本發(fā)明提出的索引信息存儲結構所占用內存連續(xù)，連續(xù)的內存空間對應該索引信息的內存映像可快速寫入磁盤。同時采取稀疏化解析方法，減小了索引信息占用的內存空間，采用幀存儲序號的關聯(lián)關系的快速查詢可大減少索引信息的查詢時間。另外，由于索引信息存儲結構中除了存儲索引信息外還包含該結構本身的結構信息，因此流媒體服務系統(tǒng)可快速地讀取緩存在磁盤中的索引信息映像到內存直接使用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1為本發(fā)明的索引內容稀疏化解析示意圖；[0029]圖2為本發(fā)明的解析流程圖；
[0030]圖3為本發(fā)明的索引信息查詢示意圖；
[0031]圖4為本發(fā)明的索引內容緩存和恢復示意圖。
【具體實施方式】
[0032]下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細的說明。
[0033]本發(fā)明提供一種流媒體系統(tǒng)中索引信息管理方法:索引信息采用同倍速連續(xù)存儲結構，其內存映像可直接磁盤存儲；對視頻的原始索引信息進行稀疏化處理，減少信息空間大??；基于幀存儲序號的關聯(lián)關系，進行不同倍速播放切換的定位；
[0034]上述索引信息的存儲結構為:包含多個不同倍速子文件的索引參數(shù)，與同一個倍速播放相關的所有幀描述信息為連續(xù)存放。
[0035]上述方案包括但不僅限于對1、B、P幀索引信息按照各不同子文件的倍速比值進行采樣抽取。
[0036]上述方案基于切換前播放內容的倍速值ml、已播放到的I幀序號P以及切換后內容的倍速值m2，根據(jù)公式q=(m2/ml)*p計算切換后的I幀序號q，再根據(jù)該I幀序號從索引信息結構中查詢到對應I幀的字節(jié)偏移。
[0037]綜上所述，本發(fā)明提出一種索引信息高效存儲結構，該結構包含多個不同倍速子文件的索引參數(shù)，與同一個倍速播放相關的所有幀描述信息為連續(xù)存放。
[0038]本發(fā)明提出一種索引內容稀疏化解析:在完成索引頭信息和VOD資產信息的解析后，根據(jù)已經(jīng)解析得到的子文件數(shù)量依次解析得到每個子文件的基本信息，每個子文件基本信息中都包括該子文件中I幀、P幀、B幀的數(shù)量。在解析索引信息時，由于隨著點播內容碼率及內容時間的增加，其I幀數(shù)量越來越大，如果全部存儲原始索引內容中的I幀、P幀和B幀索引信息，將導致索引信息結構占用過大的內存空間。因此，本發(fā)明方法采取稀疏化的方法，可根據(jù)各子文件播放倍速的比值進行幀索引信息的采樣抽取。解析抽取部分幀索引信息，保證索引信息可用性的同時減小其占用的內存空間。
[0039]基于幀存儲序號的關聯(lián)關系，索引信息結構快速查詢方法，包含:流媒體服務系統(tǒng)中最常見的查詢?yōu)閮热莶シ疟端偾袚Q查詢，即在不同的倍速文件之間進行切換前后的I幀字節(jié)偏移查詢。根據(jù)索引信息結構中的索引信息，設切換前播放內容的倍速％、跳變時播放到的I幀序號P以及跳變后內容的倍速Hi2、跳變后開始播放的I幀序號為q，根據(jù)式q=(m2/Hi1)*?可計算切換后的I幀序號，再根據(jù)I幀序號可從索引信息結構中查詢到該I幀在叫倍速子文件中的字節(jié)偏移。流媒體系統(tǒng)再從該字節(jié)偏移位置開始進行流化，完成播放內容的倍速切換。
[0040] 本發(fā)明提出一種index索引信息的快速緩存與映像恢復方法，包含:流媒體服務系統(tǒng)中，根據(jù)點播內容時長及內容碼率的不同，索引內容大小不同，它們之間成正比例關系。根據(jù)統(tǒng)計，一個播放時長為62分鐘、碼率為7.5Mbps的點播內容，其I幀數(shù)量為3700個，index索引內容大小為3.5M字節(jié)，解析完后的索引信息占用的內存空間為512K字節(jié)左右，如果考慮不存儲B幀和P幀的索引信息，則解析后的索引信息占用空間為100K字節(jié)左右。同時，索引信息在內存中占用空間連續(xù)，使用內存中索引信息結構指針以及索引信息大小，可將其快速地寫入磁盤中，達到緩存的目的。[0041]當需要從磁盤中恢復索引信息映像時，首先從磁盤中讀出已緩存的索引信息到內存中，由于該信息結構中包含其自身的結構信息，因此流媒體服務系統(tǒng)可直接用來查詢。
[0042]本發(fā)明首先提出一種高效的索引信息存儲結構。在獲得索引內容后進行快速稀疏化解析，并將得到的索引信息存儲在該結構中，提供快速查詢；同時可以將該結構的內存映像快速地緩存到硬件設備中，并可以快速地從硬件設備映射到內存映像，以達到索引信息緩存的目的。
[0043]本發(fā)明提出一種索引內容稀疏化解析和快速查詢方法，根據(jù)各子文件播放倍速的比值進行幀索引信息的采樣，抽取部分幀索引信息解析，保證索引信息可用性的同時減小其占用的內存空間。圖1為本發(fā)明的一種稀疏化方法實施例，針對1、±2、±4、±8、±16、土32倍速(其中正倍速表示快進文件，負的倍速表示快退文件)的播放子文件，其在索引內容中的幀索引按照1:2:4:8:16:32的比例解析抽取。其它合適的稀疏化方法也同樣適用。
[0044]如圖2為本發(fā)明的索引內容解析模塊的具體實施框圖，根據(jù)Index內容的結構規(guī)范，首先獲得索引頭信息，頭信息中包含該索引內容的總長度、各子文件信息、幀索引信息及其他可用信息；根據(jù)已經(jīng)解析得到的子文件數(shù)量依次解析得到每個子文件的基本信息，每個子文件基本信息中都包括該子文件中I幀、P幀、B幀的數(shù)量。在解析索引信息時，由于隨著點播內容碼率及內容時間的增加，其I幀數(shù)量越來越大，如果全部存儲原始索引內容中的I幀、P幀和B幀索引信息，將導致索引信息結構占用過大的內存空間。因此，在解析索引信息過程中采取稀疏化的方法減小其大小。
[0045]如圖3為索引信息查詢方法，主要包括NPT時間查詢、子文件信息查詢、幀字節(jié)偏移查詢等。對于播放內 容的切換查詢，即在不同的倍速文件之間進行切換前后的I幀字節(jié)偏移查詢，根據(jù)索引信息結構中的索引信息，設切換前播放內容的倍速m1、
[0046]跳變時播放到的I幀序號P以及跳變后內容的倍速m2、跳變后開始播放的I幀序號為q，根據(jù)式Q=Oii2Ai1)*?可計算切換后的I幀序號，再根據(jù)I幀序號可從索引信息結構中查詢到該I幀在m2倍速子文件中的字節(jié)偏移。流媒體系統(tǒng)再從該字節(jié)偏移位置開始進行流化，完成播放內容的倍速切換。
[0047]如圖4為索引信息快速緩存與恢復方法。主要包括索引信息結構的分配和釋放，以及快速緩存與恢復。由于同倍速子文件的幀索引信息連續(xù)存放，因此可直接索引信息的內存映像直接寫入磁盤達到緩存的目的。在流媒體系統(tǒng)需要該索引信息時直接從磁盤讀入內存就可直接進行查詢。
[0048]總之，本發(fā)明提供了一種流媒體系統(tǒng)中索引信息管理方法，所述方法包含:設計一種內存占用連續(xù)的index信息存儲數(shù)據(jù)結構,一種index內容稀疏化解析和快速查詢的方法。從index內容解析得到最終的index索引信息，將索引信息存儲在該數(shù)據(jù)結構中，可進行快速查詢、內存映像快速緩存與恢復，從而提高流媒體服務系統(tǒng)性能。
[0049]最后所應說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非限制。盡管參照實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，對本發(fā)明的技術方案進行修改或者等同替換，都不脫離本發(fā)明技術方案的精神和范圍，其均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求范圍當中。
【權利要求】
1.一種基于稀疏解析的索引信息存儲方法，所述方法包含: 步驟101)用于將獲得的索引內容進行快速稀疏化解析； 步驟102)用于將快速稀疏化解析后的索引信息存儲在設定的存儲結構中，所述的設定的存儲結構為:存放多個不同倍速子文件的索引參數(shù)，且與同一個倍速播放相關的所有幀描述信息為連續(xù)存放；其中，所述稀疏化解析得到的索引信息為存儲結構中存儲的索引參數(shù)。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于稀疏解析的索引信息存儲方法，其特征在于，所述步驟101)進一步包含: 步驟101-1)根據(jù)Index內容的結構規(guī)范，首先獲得索引頭信息，所述索引頭信息中包含該索引內容的總長度、描述信息、各子文件信息和幀索引信息； 步驟101-2)根據(jù)各子文件播放倍速的比值進行幀索引信息的采樣抽取，并解析抽取部分的幀索引信息。
3.根據(jù)權利要求1所述的基于稀疏解析的索引信息存儲方法，其特征在于，所述步驟102)之后還包含如下步驟: 使用內存中索引信息結構指針以及索引信息大小，將所述索引信息寫入磁盤中進行緩存。
4.根據(jù)權利要求3所述的基于稀疏解析的索引信息存儲方法，其特征在于，當需要從磁盤中恢復索引信息映像時，首先從磁盤中讀出已緩存的索引信息到內存中，所述索引信息結構中包含其自身的結構信息。
5.一種播放倍速切換查詢方法，該方法基于權利要求1的索引信息存儲方法存儲的索引信息進行查詢，所述查詢方法包含如下步驟: 步驟201)根據(jù)索引信息結構中的索引信息，設切換前播放內容的倍速m1、跳變時播放到的I幀序號P以及跳變后內容的倍速m2、跳變后開始播放的I幀序號為q，根據(jù)式q=(m2/Hi1) *p計算切換后的I幀序號； 步驟202)根據(jù)計算得到的I幀序號從索引信息結構中查詢到該I幀在m2倍速子文件中的字節(jié)偏移，流媒體系統(tǒng)再從該字節(jié)偏移位置開始進行流化，完成播放內容的倍速切換。
6.一種基于稀疏解析的索引信息存儲系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包含: 稀疏化處理模塊，用于將獲得的索引內容進行快速稀疏化解析； 存儲驅動模塊，用于將快速稀疏化解析后的索引信息存儲在設定的存儲模塊中； 所述的存儲模塊的存儲結構為:存放多個不同倍速子文件的索引參數(shù)，且與同一個倍速播放相關的所有幀描述信息為連續(xù)存放。
7.根據(jù)權利要求6所述的基于稀疏解析的索引信息存儲系統(tǒng)，其特征在于，所述稀疏化處理模塊進一步包含: 索引頭信息獲取子模塊，用于根據(jù)Index內容的結構規(guī)范，首先獲得索引頭信息，所述索引頭信息中包含該索引內容的總長度、各子文件信息和幀索引信息； 采樣抽取子模塊，用于根據(jù)各子文件播放倍速的比值進行幀索引信息的采樣抽取，并解析抽取部分的幀索引信息得到每個子文件的基本信息，所述基本信息包含該子文件中的I幀、P幀和B幀的數(shù)量。
8.根據(jù)權利要求6所述的基于稀疏解析的索引信息存儲系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包含: 緩存驅動模塊，用于使用內存中索引信息結構指針以及索引信息大小，將所述索引信息寫入磁盤中進行緩存。
9.根據(jù)權利要求8所述的基于稀疏解析的索引信息存儲系統(tǒng)，其特征在于，當需要從磁盤中恢復索引信息映像時，首先從磁盤中讀出已緩存的索引信息到內存中，所述索引信息結構中包含其自 身的結構信息，因此流媒體服務系統(tǒng)可直接用來查詢。
【文檔編號】G06F17/30GK103942216SQ201310022000
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2013年1月21日 優(yōu)先權日:2013年1月21日
【發(fā)明者】倪宏, 李軍, 李明哲, 陳君 申請人:中國科學院聲學研究所, 北京海力匯通數(shù)字系統(tǒng)技術有限公司