雙路錄像方式下庭審錄制系統的設計與實現

摘 要 近年來 計算機多媒體技術發展迅速 法院采用先進和成熟的計算機信息技術 音視頻編解碼技術 智能控制技術 圖形圖像處理技術以及通信與自動化控制技術以滿足庭審過程公開 公正 高效真實 透明的要求 最大程度規范法庭審判的相關活動 提高法庭審判效率 為法官 訴訟當事人 廣大群眾提供便捷的服務 保障法庭審判活動公開 高效進行 文章結合某中級人民法院庭審錄制系統項目展開敘述 先后研究了系統功能需求 雙路錄像方式特點 并分析了系統關鍵技術 而后重點探討了雙路錄像方式下庭審錄制系統的設計要點 最終系統順利通過測試 滿足了實際設計要求

關鍵詞 雙路錄像方式 庭審錄制系統設計 功能需求 關鍵技術

中圖法分類號tp311? ?文獻標識碼a

１ 引言

隨著我國各項法律制度的不斷健全，傳統的庭審模式開始發生改變，追求公正和效率成為庭審工作中的重點，這對數字化科技法庭系統的打造提出了更高的要求，尤其要合理設計庭審錄制系統，將科技手段與庭審過程緊密結合，靈活操控高清錄播工作站等設備設施，推動庭審相關業務流程的開展，滿足系統的使用需要。基于此，本文以某市中級人民法院庭審錄制系統項目為例，圍繞雙路錄像方式下庭審錄制系統的設計要點進行探究，這對新時期科技法庭的升級應用具有重要的現實意義。

２ 系統需求分析

２．１ 雙路錄像方式

某中級人民法院庭審錄制系統要求對接當地第三方排期系統，能夠記錄開庭時的錄像、音頻、筆錄，庭后回推第三方平臺使用。同時，針對開庭時的音視頻信息，要求無丟失地保存為ＭＰ４ 錄像文件［１］ 。因此，在此次庭審錄制系統設計時，考慮采用互相獨立的２ 條錄像路線，以保證錄像的完整性，具體設計采用“錄播工作站內部直接錄像＋流媒體服務器錄制ＲＴＳＰ 視頻流”雙路錄像方式，其中錄播工作站錄制用于音視頻備份，服務器錄制作為工作主線，可同時記錄庭審過程，若服務器錄制中出現問題，則可從備份導出相應錄像信息，通過采用高清錄播工作站、流媒體雙機制錄制方式，加強庭審錄音、錄像數據安全的保障。

２．２ 功能需求分析

本次研發設計的庭審錄制管理系統為實時信息處理系統，研發目的是通過操控高清錄播工作站等設備，推進庭審業務流程，實現庭審音視頻、筆錄等信息采集、存儲、利用等，系統主要包括信息安全、法庭庭審、庭審錄像、案件排期顯示、開庭三同步、庭審筆錄與校對、證據展示、信息發布等模塊。其中，主要功能需求包括以下幾點。一是法庭直播錄像需求。針對開庭的全過程進行實時直播錄像，呈現清晰庭審畫面，滿足臨時開庭、遠程開庭、會議錄像等功能需要。二是開庭錄像成功需求。受到流媒體、數據庫服務器故障因素影響，容易影響庭審錄制管理系統的運行效果，因此要求保證基于高清錄播工作站運行正常、網絡暢通的情況下可以開庭錄像，即使網絡不通依然能夠在攝像機信號穩定情況下開展庭審和正常錄像。三是示證展示需求。所研發系統可支持證據得到當庭展示，并且在各方參與人員顯示屏上進行同步顯示，同時滿足遠程庭審／ 作證的需要，各法院／ 看守所通過網絡平臺可以交互相關庭審信息。

３ 關鍵技術

３．１ ＭＰＥＧ?４ 編解碼

ＭＰＥＧ?４ 視頻壓縮標準是一種開放數字音視頻編碼標準，基于圖像塊的運動估值和補償技術，能夠針對一定比特率下的音視頻進行形狀、運動、紋理編碼，利于降低圖像信號的冗余性，提高系統交互性和靈活性［２］ 。本次庭審錄制系統研發設計中采用ＭＰＥＧ?４ＡＡＣ（ＩＳＯ／ ＩＥＣ１４４９６?３）音頻編碼格式，支持≥４ 路音頻編碼能力，支持≥２ 路音頻解碼能力。

３．２ Ｈ．２６４ 編碼標準

Ｈ．２６４ 編碼標準是國際電信聯盟的ＶＣＥＧ（視頻編碼專家組）和國際標準化組織的ＭＰＥＧ 聯合視頻組共同制定的數字視頻編碼標準，該標準采用了幀內預測、幀間預測、多參考幀運動估計等技術，能夠提高編碼效率，保證圖像質量的前提下提高視頻壓縮碼率。本次系統研發中采用了Ｈ．２６４ 編碼標準，要求系統主機支持不少于４ 路１０８０Ｐ 的Ｈ．２６４ 編碼格式輸出，碼流速率從１～８ Ｍｂｐｓ 可調。

３．３ 流媒體技術

流媒體系統由編碼壓縮、流媒體數據、流媒體服務器、傳輸網絡、流媒體傳輸協議、客戶端播放器構成，其中流媒體服務器可以將攝像頭采集的視頻信號與經音頻處理器輸出音頻信號接入主機，經過編碼轉換后，輸出流媒體信號，提供單播、多播、點播、廣播等流媒體播放技術功能，滿足庭審音視頻實時錄制播放需要。

３．４ ＦＦＭＰＥＧ

ＦＦＭＰＥＧ 是一個跨平臺的視頻和音頻流方案，可提供視頻格式轉換、視頻采集、視頻截圖等功能，在視頻編解碼環節，通過使用ＦＦＭＰＥＧ 視頻處理庫，利于實現Ｈ．２６４ 編碼標準的應用。庭審錄制系統程序設計開發時， 結合開發周期， 選擇調用已編譯的ＦＦＭＰＥＧ 程序，以便充分發揮出其功能及作用。

３．５ ＶＬＣ

ＶＬＣ 多媒體播放器架構設計較為龐大，其播放器的執行步驟包括讀取原始數據、解復用、解碼、顯示４部分，這類多媒體播放器可支持眾多音頻、視頻解碼器及文件格式。當確定庭審錄制程序后，項目人員選擇調用已編譯的ＶＬＣ 程序，以確保其功能完整，方便程序的最快投入使用。

４ 系統設計

４．１ 系統架構

４．１．１ 基礎硬件平臺構架

圖１ 為本次研發的庭審錄制系統基礎硬件平臺架構示意圖，其高清庭審主機采用標準功能型庭審主機，應用嵌入式操作系統、嵌入式架構設計方案，滿足高度集成化的設計要求，其系統主機僅占用１ 個ＩＰ地址，配備２ ＴＢ 以上的本機直線存儲容量，同時配有編解碼設備、數字音頻處理器、ＲＳ２３２ 和ＲＳ４８５ 接口等，并提供不少于８ 路ＨＤ?ＳＤＩ 高清１０８０Ｐ 視頻輸入、８ 路話筒輸入、２ 路高清１０８０Ｐ ＨＤＭＩ 示證視頻輸出。在庭審錄制系統運行時，基于其硬件平臺的作用下，能夠對數字高清視音頻信號編碼，產生符合規定的流媒體信號，最終與庭審軟件相配合，完成庭審信息采集、錄制等。

４．１．２ 業務系統流程

庭審錄制系統的業務運行流程如下：系統啟動→數據庫連接→錄制前數據準備→庭審錄制、啟動直播服務→庭審結束停止錄制、直播→自動生成發布信息［３］ 。其中，庭審錄制環節為重點部分，當庭審數據庫連接到位，做好錄制前準備工作后，系統自動開展庭審錄制，若未到時間，則系統處于等待狀態。當錄制功能啟動后，系統先自動創建錄制文件目錄，拉取錄播工作站的視頻信息流加以編碼、存儲，并同步啟動法庭直播服務，為各方提供真實、清晰的多畫面直播界面。庭審結束后，庭審錄制系統將自動停止錄制，直播服務也將停止。

４．１．３ 業務數據流向

圖２ 為本次研發設計的庭審錄制系統業務數據流向示意圖，當進行開庭選擇時，可選擇按期開庭、遠程開庭、臨時開庭、會議錄像４ 種方式，確定開庭模式后再進入錄音錄像階段，自動生成音視頻文件，其文件數據可通過庭審資源管理系統進行管理。在筆錄錄入階段，依托筆錄模板等進行筆錄錄入，將書記員錄入畫面接入視頻并進行錄制。證據展示階段，展示的證據畫面也同步接入視頻并進行錄制。在筆錄校對階段，核對無誤后，再進行庭審筆錄簽名，其筆錄數據流向電子卷宗系統。最終庭審錄制系統運行終止，當前庭審流程結束。

４．２ 錄播工作站設計

各法院配置１ 臺錄播工作站，用于記錄法庭內音視頻，當法庭內的高清攝像頭及麥克風捕捉到法庭的現場畫面和音頻后，將這些數據信息統計采集到錄播工作站中進行專門處理。在處理過程中，錄播工作站可直接獲取音視頻的裸信號，各路視頻、音頻信號加工后，將其信號編碼為符合要求的ＲＴＳＰ 視頻流輸出，其視頻編碼為Ｈ． ２６４、音頻編碼為ＡＡＣ， 可支持１０８０Ｐ～４Ｋ 的高清分辨率及高碼率［４］ 。如圖３ 所示，錄播工作站具體設計時，機箱及電源采用工業級控制用機箱及電源，硬盤為電子盤，為提升編碼效率，配置４ 核ＣＰＵ、２ 塊視頻采集卡、１ 塊ＶＧＡ 采集卡，接口實現方式為ＨＴＴＰ，為其他廠商錄播工作站和遠程審判管理系統提供開放接口標準。

４．３ 錄播服務器設計

本次系統設計采用雙路錄像方式，除了應用錄播工作站內部直接錄像，還采用流媒體服務器錄制ＲＴＳＰ 視頻流，其中錄播服務器主要負責庭審錄制系統的整體調度、錄制工作。具體而言，在錄播服務器設計過程中，在服務器上布置專門的錄制程序，將錄播工作站的ＲＴＳＰ 視頻流錄制為錄像文件，定制化的錄制程序不僅貼合系統的自有邏輯，還能夠直接利用或提供給庭審系統的刻錄、點播等子系統，還能將庭審錄像集中錄制存儲于服務器的存儲空間，方便管理和日后進行擴容，有效地解決錄像因存儲不足而導致保存時限受限的問題。

５ 系統實施與測試

５．１ 接口方案

錄播工作站內部接口方案設計時，自主研發編寫定義了一套庭審系統對接接口方案，其方案主要包括基本功能接口與擴展功能接口２ 部分。其中，基本功能接口實現功能包括開始錄像、暫停錄像、重新開始錄像、停止錄像、查詢當前錄像狀態等，便于錄像文件快速生成，該功能實現后，庭審平臺利用該接口可操作錄播工作站在指定時間段內進行錄像；擴展功能接口實現包括單路畫面遠程視頻流替換、攝像頭操控以及指定錄像文件導出等功能，其接口設計為后續業務做好預留準備工作［５］ 。但是，在實際系統實施過程中，存在上下游對接情況支持不足的問題，這主要與當地第三方接口使用年份過多有關，且接口文檔存在陳舊、細部模糊的情況。因此，采取先期開發和后期現場聯調的解決方式。一方面，先期開發時，制定細部模糊部分的處理預案，先定義符合邏輯的默認值，為現場獲取真實數值預留轉換接口代碼，并提前針對無法獲取的情況做出預案。另一方面，現場聯調過程中，采用生產環境聯調、網絡抓包、與甲方協調等策略，將前期開發模糊的邏輯進行補全，最后有效地解決上下游對接中的問題。

５．２ 錄像程序

為提升錄制ＲＴＳＰ 視頻流的兼容性效果，結合已知型號錄播工作站的ＲＴＳＰ 流，對多種錄像庫與錄像程序展開調查，最后選定采用ＦＦＭＰＥＧ 和ＶＬＣ２ 種錄像程序。同時，為調用對應的錄像程序進行錄像操作，編寫了一個錄像管理服務，針對錄像進程管理邏輯進行設計，主要包含進程管理隊列、進程啟動和停止、進程異常處理等內容。其中，進場管理隊列的設計用意在于記錄錄像程序進程，加強錄像程序控制，確保邏輯上每一路流僅有一個錄像進程，減少錄像混亂現象的發生；進程啟動和停止功能的設計則為了方便錄像操作；進程異常處理功能的設計用于解決錄制進程異常問題，當錄制進程出現異常后可重新恢復錄像。最后，錄像管理服務設計功能得以實現，能夠調用對應的錄像程序，而且ＦＦＭＰＥＧ 和ＶＬＣ 這兩種錄像程序兼任性較好，對已知錄播工作站視頻流的錄制具有互補作用。

５．３ 服務器、存儲與網絡的安裝架設

設備清點完成后開展錄播工作站系統的安裝工作，服務器安裝時，主要包括主／ 備域服務器安裝、主／備服務器安裝２ 部分內容。操作系統軟件和相應的硬件驅動軟件安裝結束后，先安裝主域服務器／ 主服務器，后安裝備域服務器／ 備服務器，服務器均采用ＤＮＳ 服務和ＴＣ Ｐ ／ ＩＰ 協議。之后，設置管理員用戶的密碼、服務器名稱、網絡參數、ＩＰ 地址等，提供系統網絡服務功能；存儲系統安裝時，主要安裝陣列柜和設置ＲＡＩＤ 級別，先將陣列柜和主服務器相連，利用服務器自帶的安裝光盤完成陳列柜的初始設置，信息確認正確后再設置陣列柜的ＲＡＩＤ 級別，最后進行ＲＡＩＤ初始化重建，采用ＮＴＦＳ 格式對陣列柜進行分區和格式化，保證分區的磁盤空間大小符合系統存儲要求；群集軟件安裝時，先安裝和配置主服務器上的群集軟件，在群集中安裝數據庫，再安裝和配置備服務器上的群集軟件，在整個安裝過程中，確保所有產品按照安裝手冊進行操作，最后順利完成系統安裝架設任務。

５．４ 系統測試

系統測試環節主要分為硬件測試與軟件測試２部分，硬件測試環節主要包括錄播工作站和錄播服務器２ 方面測試內容。測試時，先針對錄播工作站依次開展７ｄ 穩定性測試、１０ 次通斷電測試，再對錄播服務器進行反復重啟的通斷電測試。最后，硬件測試結果顯示，錄播工作站的整體運行較為穩定，并無系統死機、重啟等現象發生，且錄播工作站和錄播服務器的通電情況良好；軟件測試環節主要包括直播、錄播錄制功能測試、系統穩定性測試等內容，經過軟件測試，證明系統各項軟件功能正常，能夠滿足庭審錄制、直播等業務需要。綜上，本次先期測試、現場聯調、試運行效果較好，系統運作正常，錄像成功率達到１００％，并未發生錄像丟失問題，因此本文研發的庭審錄制系統值得加以投入推廣應用。

６ 結束語

本文基于庭審錄制系統的設計問題，從雙路錄像方式選擇入手進行研究，主要采用了“錄播工作站內部直接錄像＋流媒體服務器錄制ＲＴＳＰ 視頻流”同時記錄的雙路錄像方式，結合系統功能需求，實施了ＭＰＥＧ?４ 編解碼、Ｈ． ２６４ 編碼標準、流媒體技術、ＦＦＭＰＥＧ、ＶＬＣ 技術手段，并應用了ＦＦＭＰＥＧ 和ＶＬＣ ２種錄像程序、安裝架設服務器、存儲與網絡系統等，最終系統測試結果表明，系統運作正常，錄像成功率達到１００％，并無錄像丟失問題發生。由此，證明了本次系統研發方案的可行性，最后順利完成項目研發任務，取得了一定的理論與實踐研究成果，這對智慧科技法庭的打造具有指導和借鑒意義。

參考文獻：

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［２］ 杜銳君．在線安全視頻系統的設計與實現［Ｊ］．中國信息化，２０２２（１２）：８５?８６＋７４．

［３］ 張有坤，趙健民，張欣怡．錄播教室學生分組訓練視頻展示系統設計與應用［Ｊ］．中國教育技術裝備，２０２１，（１８）：１４?１７．

［４］ 陳潔穎．淺談廣播語言錄制系統的設計［Ｊ］．東南傳播，２０１７（１０）：８５?８６．

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作者簡介：

藍威（１９８４—），本科，工程師，研究方向：計算機軟件及應用。