雙路錄像方式下庭審錄制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

摘 要 近年來 計算機多媒體技術發(fā)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(guī)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(tǒng)項目展開敘述 先后研究了系統(tǒng)功能需求 雙路錄像方式特點 并分析了系統(tǒng)關鍵技術 而后重點探討了雙路錄像方式下庭審錄制系統(tǒng)的設計要點 最終系統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)的庭審模式開始發(fā)生改變，追求公正和效率成為庭審工作中的重點，這對數(shù)字化科技法庭系統(tǒng)的打造提出了更高的要求，尤其要合理設計庭審錄制系統(tǒng)，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(yè)務流程的開展，滿足系統(tǒng)的使用需要?；诖耍疚囊阅呈兄屑壢嗣穹ㄔ和忎浿葡到y(tǒng)項目為例，圍繞雙路錄像方式下庭審錄制系統(tǒng)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(xiàn)實意義。

２ 系統(tǒng)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(tǒng)要求對接當?shù)氐谌脚牌谙到y(tǒng)，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(tǒng)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(nèi)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(xiàn)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(shù)據(jù)安全的保障。

２．２ 功能需求分析

本次研發(fā)設計的庭審錄制管理系統(tǒng)為實時信息處理系統(tǒng)，研發(fā)目的是通過操控高清錄播工作站等設備，推進庭審業(yè)務流程，實現(xiàn)庭審音視頻、筆錄等信息采集、存儲、利用等，系統(tǒng)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(jù)展示、信息發(fā)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(xiàn)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(shù)據(jù)庫服務器故障因素影響，容易影響庭審錄制管理系統(tǒng)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(wǎng)絡暢通的情況下可以開庭錄像，即使網(wǎng)絡不通依然能夠在攝像機信號穩(wěn)定情況下開展庭審和正常錄像。三是示證展示需求。所研發(fā)系統(tǒng)可支持證據(jù)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(wǎng)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(shù)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(tǒng)交互性和靈活性［２］ 。本次庭審錄制系統(tǒng)研發(fā)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(lián)盟的ＶＣＥＧ（視頻編碼專家組）和國際標準化組織的ＭＰＥＧ 聯(lián)合視頻組共同制定的數(shù)字視頻編碼標準，該標準采用了幀內(nèi)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(zhì)量的前提下提高視頻壓縮碼率。本次系統(tǒng)研發(fā)中采用了Ｈ．２６４ 編碼標準，要求系統(tǒng)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(diào)。

３．３ 流媒體技術

流媒體系統(tǒng)由編碼壓縮、流媒體數(shù)據(jù)、流媒體服務器、傳輸網(wǎng)絡、流媒體傳輸協(xié)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(jīng)音頻處理器輸出音頻信號接入主機，經(jīng)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(huán)節(jié)，通過使用ＦＦＭＰＥＧ 視頻處理庫，利于實現(xiàn)Ｈ．２６４ 編碼標準的應用。庭審錄制系統(tǒng)程序設計開發(fā)時， 結合開發(fā)周期， 選擇調(diào)用已編譯的ＦＦＭＰＥＧ 程序，以便充分發(fā)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(zhí)行步驟包括讀取原始數(shù)據(jù)、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(diào)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(tǒng)設計

４．１ 系統(tǒng)架構

４．１．１ 基礎硬件平臺構架

圖１ 為本次研發(fā)的庭審錄制系統(tǒng)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(tǒng)、嵌入式架構設計方案，滿足高度集成化的設計要求，其系統(tǒng)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(shù)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(tǒng)運行時，基于其硬件平臺的作用下，能夠?qū)?shù)字高清視音頻信號編碼，產(chǎn)生符合規(guī)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(yè)務系統(tǒng)流程

庭審錄制系統(tǒng)的業(yè)務運行流程如下：系統(tǒng)啟動→數(shù)據(jù)庫連接→錄制前數(shù)據(jù)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(fā)布信息［３］ 。其中，庭審錄制環(huán)節(jié)為重點部分，當庭審數(shù)據(jù)庫連接到位，做好錄制前準備工作后，系統(tǒng)自動開展庭審錄制，若未到時間，則系統(tǒng)處于等待狀態(tài)。當錄制功能啟動后，系統(tǒng)先自動創(chuàng)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(tǒng)將自動停止錄制，直播服務也將停止。

４．１．３ 業(yè)務數(shù)據(jù)流向

圖２ 為本次研發(fā)設計的庭審錄制系統(tǒng)業(yè)務數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)可通過庭審資源管理系統(tǒng)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(jù)展示階段，展示的證據(jù)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(shù)據(jù)流向電子卷宗系統(tǒng)。最終庭審錄制系統(tǒng)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(nèi)音視頻，當法庭內(nèi)的高清攝像頭及麥克風捕捉到法庭的現(xiàn)場畫面和音頻后，將這些數(shù)據(jù)信息統(tǒng)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(yè)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(xiàn)方式為ＨＴＴＰ，為其他廠商錄播工作站和遠程審判管理系統(tǒng)提供開放接口標準。

４．３ 錄播服務器設計

本次系統(tǒng)設計采用雙路錄像方式，除了應用錄播工作站內(nèi)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(tǒng)的整體調(diào)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(tǒng)的自有邏輯，還能夠直接利用或提供給庭審系統(tǒng)的刻錄、點播等子系統(tǒng)，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(tǒng)實施與測試

５．１ 接口方案

錄播工作站內(nèi)部接口方案設計時，自主研發(fā)編寫定義了一套庭審系統(tǒng)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(xiàn)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(tài)等，便于錄像文件快速生成，該功能實現(xiàn)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(nèi)進行錄像；擴展功能接口實現(xiàn)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(xù)業(yè)務做好預留準備工作［５］ 。但是，在實際系統(tǒng)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?shù)氐谌浇涌谑褂媚攴葸^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(fā)和后期現(xiàn)場聯(lián)調(diào)的解決方式。一方面，先期開發(fā)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(xiàn)場獲取真實數(shù)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(xiàn)場聯(lián)調(diào)過程中，采用生產(chǎn)環(huán)境聯(lián)調(diào)、網(wǎng)絡抓包、與甲方協(xié)調(diào)等策略，將前期開發(fā)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(diào)查，最后選定采用ＦＦＭＰＥＧ 和ＶＬＣ２ 種錄像程序。同時，為調(diào)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(nèi)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(xiàn)象的發(fā)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(xiàn)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(xiàn)，能夠調(diào)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(wǎng)絡的安裝架設

設備清點完成后開展錄播工作站系統(tǒng)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(nèi)容。操作系統(tǒng)軟件和相應的硬件驅(qū)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(xié)議。之后，設置管理員用戶的密碼、服務器名稱、網(wǎng)絡參數(shù)、ＩＰ 地址等，提供系統(tǒng)網(wǎng)絡服務功能；存儲系統(tǒng)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(qū)和格式化，保證分區(qū)的磁盤空間大小符合系統(tǒng)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(shù)據(jù)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(chǎn)品按照安裝手冊進行操作，最后順利完成系統(tǒng)安裝架設任務。

５．４ 系統(tǒng)測試

系統(tǒng)測試環(huán)節(jié)主要分為硬件測試與軟件測試２部分，硬件測試環(huán)節(jié)主要包括錄播工作站和錄播服務器２ 方面測試內(nèi)容。測試時，先針對錄播工作站依次開展７ｄ 穩(wěn)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(wěn)定，并無系統(tǒng)死機、重啟等現(xiàn)象發(fā)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(huán)節(jié)主要包括直播、錄播錄制功能測試、系統(tǒng)穩(wěn)定性測試等內(nèi)容，經(jīng)過軟件測試，證明系統(tǒng)各項軟件功能正常，能夠滿足庭審錄制、直播等業(yè)務需要。綜上，本次先期測試、現(xiàn)場聯(lián)調(diào)、試運行效果較好，系統(tǒng)運作正常，錄像成功率達到１００％，并未發(fā)生錄像丟失問題，因此本文研發(fā)的庭審錄制系統(tǒng)值得加以投入推廣應用。

６ 結束語

本文基于庭審錄制系統(tǒng)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(nèi)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(tǒng)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(wǎng)絡系統(tǒng)等，最終系統(tǒng)測試結果表明，系統(tǒng)運作正常，錄像成功率達到１００％，并無錄像丟失問題發(fā)生。由此，證明了本次系統(tǒng)研發(fā)方案的可行性，最后順利完成項目研發(fā)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。

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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。