淺析嵌入式司法審訊系統設計

■張小媛

淺析嵌入式司法審訊系統設計

■張小媛

司法部要求各級司法機關要全面實施訊（詢）問全程錄音錄像，防止發生刑訊逼供事件，提高司法公信力。在這一要求下，嵌入式司法審訊系統必將大有作為，成為各級司法機關處理和偵破案件的得力幫手。

引言

我國司法部要求：各級司法機關都要求全面實施訊（詢）問全程錄音錄像，防止發生刑訊逼供等問題；全面實施審訊全程錄像錄音，進一步提高司法公信力，利用現代偵查手段把現場訊(詢)問人員和指揮人員緊密結合起來，實現案件的快速偵破，更快更準的打擊犯罪是各級司法機關迫切需要解決的事情。

海康威視針對偵查系統的業務特點，提供了以嵌入式平臺為核心的審訊設備，能對具體辦案人員起到監督作用，防止刑訊逼供和內部串供，是各級司法機關處理和偵破各類案件的好幫手。本系統已經在檢察院、公安局、看守所得到成功應用。

系統概述

嵌入式審訊系統主要由前端攝像機、后端審訊主機（詢問專用DVR）和客戶端應用軟件組成，再加上外圍一些相關配件如拾音器、溫濕度傳感器等組成一套完整的系統。其中審訊主機負責對前端攝像機采集進來的圖像、拾音器采集的語音進行壓縮處理，同時把音視頻數據實時寫入光盤、硬盤進行保存。客戶端軟件負責審訊主機的啟停控制和一些必要參數的配置，亦可將多個審訊主機組成審訊系統，客戶端通過網絡進行遠程管理。（如圖1所示）

審訊主機（訊問專用DVR）是審訊系統的核心部分，該設備通常采用RTOS嵌入式操作系統，集視頻編解碼、網絡傳輸、本地顯示、多路回放等多項功能合一的專業同步錄音錄像設備。海康威視作為全球領先的安防企業，業內較早推出系列嵌入式審訊專用DVR，海康威視審訊主機具備如下主要功能：

支持高清視頻錄像，例如720P，圖像更清晰；

支持多光驅同步直刻，硬盤光盤同步雙備份，保證了數據的真實性同時降低了壞盤率；

支持光盤容錯功能，確保光盤出錯后能有效的進行恢復；

支持藍光刻錄，支持DVD＋R、DVD＋RW、DVD-R、DVD-RW標準記錄格式；

支持“快速訊問”模式，一鍵開始，一鍵停止，一鍵刻盤；

支持重點標記功能，實現錄像資料可根據標記點搜索；

支持數字水印，能有效防止視頻數據的惡意篡改；

支持碼流加密，確保光盤外泄時視頻數據的安全性；

支持審訊現場畫中畫功能；

支持光盤數據在DVR中直接回放，支持畫中畫回放；

支持實時字符疊加，例如：溫濕度信息；

支持遠程網絡控制，提供第三方平臺集成。

硬件系統設計

審訊主機主要由CPU芯片、前端A/D芯片、DDR2內存、FLASH芯片、ATA控制芯片、USB芯片、網絡芯片等組成。海康威視審訊主機其CPU采用TI公司的TMS320DM6467達芬奇處理器，該款處理器基于DSP的片上系統(SoC)，專為實時多格式高清晰度和標準清晰度視頻代碼轉換設備精心打造。DM6467處理器實現了各種視頻終端產品間內容的無縫傳輸，它集成了ARM926EJ-S內核與600MHz C64x+DSP內核，并采用高清視頻／影像協處理器(HD-VICP)、視頻數據轉換引擎以及目標視頻端口接口。該處理器在執行高達H.264 HP@ L4（1080p 30fps、1080i 60fps、720p 60fps）的同步多格式高清編碼、解碼與轉碼方面，實現了超過3GHz的DSP處理能力，廣泛應用于媒體網關、多點控制設備、數字媒體適配器、視頻安全監控DVR以及IP機頂盒等應用。

軟件系統設計

審訊主機的軟件部分使用結構化設計方法，將整體復雜的系統分解為ARM主控子系統、前面板子系統、DSP子系統、遠程控制子系統等功能獨立的4大子系統。各子系統采用模塊化設計技術，每個模塊完成一個特定的功能，所有的模塊組裝起來成為一個整體，完成整個系統所要求的功能。（軟件框架如圖3所示）

ARM主控子系統與遠程控制子系統通過網絡連接；ARM主控子系統與前面板子系統通過串口通訊；ARM主控子系統與DSP子系統通過共享內存通訊。除ARM主控子系統之外的子系統兩兩不發生直接通訊。

ARM主控子系統

ARM子系統分為三層：交互層、業務層和通訊層。交互層主要為用戶提供豐富的菜單界面和良好的用戶體驗，用戶通過交互層來管理系統，系統通過交互層把各種信息反饋給用戶。業務層為ARM子系統的核心層，系統的主要功能都在這一層中實現，如錄像、回放、錄像搜索、光盤刻錄等等。通訊層負責ARM子系統與其他幾個子系統的數據交換。（ARM主控子系統結構如圖4所示）

前面板子系統

前面板子系統分為業務層和通訊層。業務層包含按鍵輸入、開關電源控制、LED顯示、蜂鳴器控制、MCU和LCD控制等模塊。用戶通過按鍵給系統發送指令，按鍵輸入模塊負責將鍵值轉換成系統可以識別的信號。開關電源控制模塊負責系統的開機和關機。LED顯示模塊負責液晶屏的點亮或者熄滅，以起到節約能源的目的。蜂鳴器負責異常報警。MCU是整個前面板子系統的核心控制模塊。LCD控制模塊負責將系統的各種狀態轉換成可視信號。通訊層包含主板系統通訊和鍵盤通訊兩個模塊，主板通訊模塊與ARM子系統進行數據交互，鍵盤通訊模塊負責轉換外部鍵盤命令，以使外部鍵盤操作和面板按鍵操作保持一致。（前面板子系統功能框圖如圖5所示）

DSP圖像子系統

DSP子系統分為通訊層和業務層上下兩層。通訊層負責與ARM子系統進行各種命令傳輸，如開啟編碼、疊加字符、碼流加密等命令。業務層則負責具體音視頻數據的處理，如音視頻數據的采集、音視頻數據的壓縮、音視頻數據的解碼、音視頻數據的輸出等。（DSP圖像子系統結構框圖如圖6所示）

■ 圖6：DSP圖像子系統功能框圖

■ 圖7：遠程控制子系統功能框圖

■ 圖8：行業應用系統方案

遠程控制子系統

子系統分為網絡應用層、邏輯控制層、協議層、公共模塊層以及接口層。OS層函數API負責子系統的多平臺支持處理,該系統支持windows、linux、MAC等平臺；協議層處理和ARM主控子系統的通信協議解析；公共模塊層提取系統中的可復用公共模塊，為上層應用層服務；網絡應用層和邏輯控制層是業務層，實現審訊主機的網絡控制功能，比如音視頻的預覽、回放、報警信息傳遞、參數配置等功能；網絡SDK接口層負責給集成軟件提供API函數接口，審訊系統中的客戶端軟件系基于該接口開發。（遠程控制子系統結構如圖7所示）

結束語

目前審訊系統已廣泛應用于司法行業，如公安、檢察院和看守所等單位都建有專用訊問室，幾個訊問室組成一個完整的同步錄音錄像系統。（系統結構圖如圖8所示）

海康威視系列審訊主機，采用RTOS嵌入式操作系統，以公安部和最高檢關于同步錄音錄像的相關規定為研發依據，立足于先進的數字處理技術，并按適度超前的原則，達到訊問同步錄音錄像系統數字化、信息化、專業化、規范化、網絡化，充分利用網絡系統實現數字化訊（詢）問同步錄音錄像。完全符合現代司法訊問工作的實際需要，較PC式審訊系統具有更高的穩定性、輕便、線路少、操作簡單、防病毒能力高等特點；同時支持高清分辨率1600×1200，讓圖像看的更清楚；支持多盤直刻保證數據的及時性和完整性。

杭州海康威視數字技術股份有限公司