基本介紹
- 中文名：視頻數據恢復
- 外文名：Video data recovery
- 特點：音頻、圖像數據丟失恢復技術等
- 支持視頻格式：AVI、WMV、MPEG等
視頻數據恢復概念,視頻數據恢復技術的特點,視頻數據恢復產品及分類,MPG視頻結構分析,視頻數據恢復的套用與未來發展趨勢,
視頻數據恢復概念
視頻數據恢復是專門針對當前各類視頻監控系統套用過程中出現的存儲數據丟失恢復及海量視頻數據提取的一種視頻數據安全技術防護手段。隨著視頻監控在城市安防建設、金融體系、電信監控等各領域的廣泛套用，視頻數據恢復技術以快速、高效地解決各種因人為惡意破壞、網路系統癱瘓、視頻監控設備軟硬體故障等造成的視頻數據丟失問題為核心，成為當前視頻監控過程中不可缺少的數據安全防護技術之一。同時，視頻數據恢復技術作為數據安全技術產品體系中新的分支，它的出現，也是數據安全技術細化發展的結果。
視頻數據恢復技術的特點
與以往文檔類數據恢復不同，視頻數據恢復技術主要針對視頻監控系統存儲內的海量圖片、圖像以及文檔資料進行數據恢復操作，相比單一的文檔型數據恢復，視頻監控系統內的音頻圖像資料因更新速度較快而使得視頻數據恢復在技術上顯得更為複雜和繁瑣，同樣，視頻數據恢復技術的特點也因其恢復內容的不同而有所區別，主要表現在以下兩方面：
1、海量圖片、圖像及文檔信息篩選提取技術。儘管，目前市場上套用的視頻監控系統正在不斷擴大存儲容量，但每天24小時不間斷更新的圖像、音頻及其他數據信息讓TB級大容量的視頻監控系統也如“負重”。此外，由於視頻監控系統的數據保存周期短，一般的監控場所對數據保存一定時間（如1~3個月）以後便會被直接刪除或被新數據覆蓋，要查找/提取數據就顯得十分困難。所以，視頻數據恢復在查找或提取重要“過期”音頻圖片資料時，可根據指定的關鍵字或檔案地址快速查找出有效數據。
2、音頻、圖像數據丟失恢復技術。在視頻監控系統運行過程中，視頻監控資料隨時可能遭遇來自各種如人為惡意破壞、網路監控系統攻擊、監控設備本身故障等帶來的視頻數據丟失問題。視頻數據恢復技術也因適用不同的行業，而存在技術差異，如針對電台視頻監控系統的視頻數據恢復產品——TV-EDR系統，採用對電視台采編系統的視頻數據安全和應急視頻數據恢復模組，即伺服器應急恢復模組、視頻定位和恢復模組、硬體損壞恢復模組；針對司法取證機構採用的超級鷹眼天網視頻分析鑑定平台（EagleEye Skynet Video ID Analys Sys），則採用包括壞扇區精確提取技術—ABSD（Accurate Bad Sector Data Extraction Technology）、目標數據快速排查技術—RDS（Rapid Data Search & Identification Technology）及一鍵智慧型判斷技術—One-click（One-click Intelligent Data Analysis Technology）等等。這些有別於以往數據恢復技術的視頻數據恢復技術在處理音頻圖像數據丟失時，具有良好的恢復能力！
視頻數據恢復產品及分類
視頻數據恢復產品根據其套用行業的不同，可分為司法取證視頻數據恢復、電台視頻數據恢復及一般行業視頻數據恢復等。
1、視頻數據恢復一體設備
支持存儲檔案系統類型：（FAT12、FAT16、FAT32、NTFS 4.0、NTFS 5.0）/NTFS/EXT2/ EXT3 DHFS+/ DHFS 3.0/ DHFS 4.0；
支持視頻檔案格式：AVI、WMV、MPEG、MKV、Rm/Rmvb、mov、ogg、MOD、MP4、M4V、asf、asx、MPE、MPG、DAT、vob、flv等。
2、司法取證視頻數據恢復設備；
司法取證類視頻數據恢復設備主要面向公安、司法、檢查機構等取證難題，針對各種錄像機、攝錄機以及其他電子監控設備，如超級鷹眼天網視頻分析鑑定平台（EagleEye Skynet Video ID Analys Sys）。
司法取證類視頻數據恢復設備根據司法辦案過程中的實際需求，利用覆蓋反向、數據重組、視頻特徵解碼等專業技術，可對有效數據進行重新排列，針對性地對被覆蓋視頻檔案、監控硬體損壞視頻檔案以及人為破壞視頻檔案等進行快速提取分析，同時，支持幾乎所有的視頻檔案格式，十分適用於複雜和多變的司法取證工作。
3、廣播電台音頻數據恢復設備；
目前，專業的廣播電台視頻數據恢復設備不僅能處理因存儲載體損壞、誤刪除、誤格式化等故障導致的視頻數據恢復問題，更能解決CF/SD/SONY記憶棒存儲卡損壞不能讀寫、伺服器SAS/SCSI硬碟物理損壞不被認別、伺服器RAID陣列卡損壞及丟失、伺服器硬碟認型號不能訪問數據、伺服器資料庫損壞、伺服器硬碟壞道多不能讀出數據等相對繁雜的電視台采編系統運行過程中遭遇的視頻數據恢復難題。
MPG視頻結構分析
1、一個mpg檔案可以只包含視頻內容，那么檔案開頭以0x000001B3作為起始碼.
2、以0x000001BA開頭，就意味著同時包含音頻數據和視頻數據，如果沒有音頻數據，則以0x000001B3開頭
3、一個mpg檔案可以包含多個pack，每個pack的起始碼都是0x000001BA ，pack沒有結束碼，一般遇到下一個0x000001BA 開頭，就意味著此pack結束。
4、Pack頭一般應該是14位元組，4位元組的開始碼或者叫起始標誌位，以0x000001BA或者0x000001B3作為起始碼.然後緊跟著10位元組的pack header，即pack頭信息，這個頭信息一般沒有太多有用的內容，不解析。（Pack的具體組成件附屬檔案1，pack具體格式）
5、Pack由3部分組成pack_header、system_header（具體長度為head_length+4（起始碼4B）+2(head_length 2B)）、PES_packets（多個）。其中system_header若且唯若pack是第一個數據包是才存在。
6、PES_packets的結構：
a)4位元組的起始碼，一般是3位元組包頭起始碼前綴的0x000001+1位元組的數據流識別stream_id。
b)2位元組的pes包長
c)緊接著是不定長的基本流特有信息，其中包含：1）2位元組的pes包頭識別標誌，或者叫控制標誌位，主要內容是pes加擾控制、優先權、著作權以及PTS\DTS標誌等（有否PTS/DTS標誌，是解決視音頻同步顯示、防止解碼器輸入快取器上溢或下溢的關鍵所在）。2）1位元組的PES擴展數據長度，即pes包頭長。3）0-46B的信息區。4）最多256位元組的填充位元組。
d)最大長度為65526（2^16-1-6-3）位元組的包數據。
7、根據PES_packets結構中的前4位元組的起始碼，可以判斷當前pes包裡面的數據的具體內容是什麼。比如：
a)0x000001E0-0x000001EF: Video PESstart code();
b)0x000001C0-0x000001DF: Audio PESstart code(ISO/IEC 13818-3or 11172-3);
c)0x000001BD:PrivateStream(AC3)
8、關於video_pid、音、視頻編碼方式和檔案類型：
a）如果起始碼是0x000001B3，那么那么後面的pes數據是視頻且為原始流，video_pid=0x01；video_codec=0x02；file_type=ES（ Elementary Streams (原始流)，對視頻、音頻信號及其他數據進行編碼壓縮後的數據流稱為原始流）.參看mpeg2標準13818-2視頻部分文檔。
b）如果起始碼是0x000001E0-0x000001EF,即（stream_id>=0xe0)&&(stream_id<=0xef），那么後面的pes數據是視頻，video_pid=stream_id；video_codec=0x02；file_type=mpg。
c）如果起始碼是0x000001C0-0x000001DF,即((stream_id>=0xc0)&&(stream_id<=0xdf))，那么後面的pes數據為音頻數據，audio_pid =stream_id;audio_codec= 0x04；file_type=MPG；參看mpeg2標準13818-3音頻部分文檔。
d）如果起始碼是0x000001BD,即stream_id == 0xbd,那么後面的pes數據為AC3音頻數據。解析AC3的數據的時候有些特別，主要步驟如下：
（1）跳過了2位元組的pes封包長度，也叫pespacket長度，直接到達2位元組的控制標誌位，獲取stream_flag，然後判斷pes加擾控制位是否存在((stream_flag & 0xC0) !=0X80)，因為pes加擾控制位總是設定為10，所以如果與出來的結果不為0x80，則表明此段流為不標準的，不解析。
（2）如果是標準流，再增加1位元組，到達pes擴展數據長度，解析出標誌pts_flag（pts_flag = psBuf[pos] & 0xC0），獲取pes_packet包裡面的PTS和DTS標誌位，這兩個位不可以為01，所以與上0xc0的結果只可能為0x00/0x80/0xc0.
（3）如果pts_flag為0x00/0x80/0xc0其中之一，那么可以獲取之後數據(pes擴展數據)的長度。如果不是，跳出，繼續解析下一個packet的數據。
if((pts_flag == 0x00) ||(pts_flag == 0x80) || (pts_flag == 0xc0))
{
pos++;//指針後移一位元組，獲取pes頭數據長度，也就是pts的長度
pts_length = psBuf[pos];
pos++;//指針後移1位元組，然後再後移pts數據長度，解析音頻信息
pos +=pts_length;
stream_id = psBuf[pos];
pos++;//pos加1位元組，準備做下一個packet的解析
}
（4）關於audio_pid和音頻編碼方式何有檔案類型：
a)如果(stream_id >= 0x80&& stream_id <= 0x87)，表明後面的音頻流是AC3，那么audio_pid=(stream_id<<8)|0xbd; audio_codec=0x81 /* DolbyDigital AC3 audio */；file_type=mpg；
b)如果(stream_id >= 0x88&& stream_id <= 0x8F)，表明後面的音頻流是DTS，那么audio_pid=(stream_id<<8)|0xbd; audio_codec=0x82 /* DigitalDigital Surround sound. */；file_type=mpg；
C)如果(stream_id>= 0xA0 && stream_id <= 0xA7)，表明後面的音頻流是DTS，那么audio_pid=(stream_id<<8)|0xbd; audio_codec=0x88/* LPCM, DVDmode */；file_type=vob /*用於DVD,audio為lpcm格式*/；
從檔案內容分析，從0x0000 0850單元為第一個slice（0000 0101），共有7個slice，第7個slice的起始單元為0x0000 fe04，緊接著開始下一個packe，直到0x0000 3000才開始第一個音頻pack包，後面的數據視頻pack和音頻數據成交叉狀態。檔案結尾標誌為0x0000 01B9
視頻數據恢復的套用與未來發展趨勢
目前，視頻監控技術除被廣泛運用於城市安防建設外，其他企事業機構，如涉密單位、保密系統、金融機構以及大中型企業也在單位內部及公共場所安裝了視頻監控系統，甚至連街邊的各種店鋪出於安全等方面的考慮也裝備了攝像頭等視頻監控系統，可以說，視頻監控系統已不再是最初簡單的國家重點部門所需，它幾乎已經成為一種常見的安全預防手段之一。
隨著視頻數據在公安辦公及企事業單位安全監管中起的重要作用，視頻數據恢復技術也逐漸得到重視，儘管，目前視頻數據恢復技術在國際上剛剛萌芽，尤其是專業視頻數據恢復產品更是少之又少，但相信隨著第一代視頻數據恢復產品，如TV-EDR電台視頻數據恢復設備、超級鷹眼視頻監控專業數據恢復設備、視頻數據恢復一體化設備等的套用，視頻數據恢復技術將會越來越多地被套用在世視頻監控數據安全防護過程中，並得到更廣闊的發展平台。比如，現在有了專門針對大華監控視頻數據恢復的大華監控錄像恢復軟體,此軟體可以處理多種格式的DAV監控錄像因病毒感染、誤格式化、誤分區、誤克隆、誤刪除、操作斷電等而導致數據丟失的數據恢復.軟體採用碎片處理技術,可以最大程度確保DAV監控錄像檔案的恢復，用戶公安機關以及企業。
