淺析嵌入式司法審訊系統(tǒng)設(shè)計(jì)

■張小媛

淺析嵌入式司法審訊系統(tǒng)設(shè)計(jì)

■張小媛

司法部要求各級司法機(jī)關(guān)要全面實(shí)施訊（詢）問全程錄音錄像，防止發(fā)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(tǒng)必將大有作為，成為各級司法機(jī)關(guān)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(jī)關(guān)都要求全面實(shí)施訊（詢）問全程錄音錄像，防止發(fā)生刑訊逼供等問題；全面實(shí)施審訊全程錄像錄音，進(jìn)一步提高司法公信力，利用現(xiàn)代偵查手段把現(xiàn)場訊(詢)問人員和指揮人員緊密結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)案件的快速偵破，更快更準(zhǔn)的打擊犯罪是各級司法機(jī)關(guān)迫切需要解決的事情。

?？低曖槍刹橄到y(tǒng)的業(yè)務(wù)特點(diǎn)，提供了以嵌入式平臺為核心的審訊設(shè)備，能對具體辦案人員起到監(jiān)督作用，防止刑訊逼供和內(nèi)部串供，是各級司法機(jī)關(guān)處理和偵破各類案件的好幫手。本系統(tǒng)已經(jīng)在檢察院、公安局、看守所得到成功應(yīng)用。

系統(tǒng)概述

嵌入式審訊系統(tǒng)主要由前端攝像機(jī)、后端審訊主機(jī)（詢問專用DVR）和客戶端應(yīng)用軟件組成，再加上外圍一些相關(guān)配件如拾音器、溫濕度傳感器等組成一套完整的系統(tǒng)。其中審訊主機(jī)負(fù)責(zé)對前端攝像機(jī)采集進(jìn)來的圖像、拾音器采集的語音進(jìn)行壓縮處理，同時(shí)把音視頻數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)寫入光盤、硬盤進(jìn)行保存?？蛻舳塑浖?fù)責(zé)審訊主機(jī)的啟?？刂坪鸵恍┍匾獏?shù)的配置，亦可將多個(gè)審訊主機(jī)組成審訊系統(tǒng)，客戶端通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程管理。（如圖1所示）

審訊主機(jī)（訊問專用DVR）是審訊系統(tǒng)的核心部分，該設(shè)備通常采用RTOS嵌入式操作系統(tǒng)，集視頻編解碼、網(wǎng)絡(luò)傳輸、本地顯示、多路回放等多項(xiàng)功能合一的專業(yè)同步錄音錄像設(shè)備。?？低曌鳛槿蝾I(lǐng)先的安防企業(yè)，業(yè)內(nèi)較早推出系列嵌入式審訊專用DVR，?？低晫徲嵵鳈C(jī)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(qū)同步直刻，硬盤光盤同步雙備份，保證了數(shù)據(jù)的真實(shí)性同時(shí)降低了壞盤率；

支持光盤容錯(cuò)功能，確保光盤出錯(cuò)后能有效的進(jìn)行恢復(fù)；

支持藍(lán)光刻錄，支持DVD＋R、DVD＋RW、DVD-R、DVD-RW標(biāo)準(zhǔn)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(diǎn)標(biāo)記功能，實(shí)現(xiàn)錄像資料可根據(jù)標(biāo)記點(diǎn)搜索；

支持?jǐn)?shù)字水印，能有效防止視頻數(shù)據(jù)的惡意篡改；

支持碼流加密，確保光盤外泄時(shí)視頻數(shù)據(jù)的安全性；

支持審訊現(xiàn)場畫中畫功能；

支持光盤數(shù)據(jù)在DVR中直接回放，支持畫中畫回放；

支持實(shí)時(shí)字符疊加，例如：溫濕度信息；

支持遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)控制，提供第三方平臺集成。

硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

審訊主機(jī)主要由CPU芯片、前端A/D芯片、DDR2內(nèi)存、FLASH芯片、ATA控制芯片、USB芯片、網(wǎng)絡(luò)芯片等組成。?？低晫徲嵵鳈C(jī)其CPU采用TI公司的TMS320DM6467達(dá)芬奇處理器，該款處理器基于DSP的片上系統(tǒng)(SoC)，專為實(shí)時(shí)多格式高清晰度和標(biāo)準(zhǔn)清晰度視頻代碼轉(zhuǎn)換設(shè)備精心打造。DM6467處理器實(shí)現(xiàn)了各種視頻終端產(chǎn)品間內(nèi)容的無縫傳輸，它集成了ARM926EJ-S內(nèi)核與600MHz C64x+DSP內(nèi)核，并采用高清視頻／影像協(xié)處理器(HD-VICP)、視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換引擎以及目標(biāo)視頻端口接口。該處理器在執(zhí)行高達(dá)H.264 HP@ L4（1080p 30fps、1080i 60fps、720p 60fps）的同步多格式高清編碼、解碼與轉(zhuǎn)碼方面，實(shí)現(xiàn)了超過3GHz的DSP處理能力，廣泛應(yīng)用于媒體網(wǎng)關(guān)、多點(diǎn)控制設(shè)備、數(shù)字媒體適配器、視頻安全監(jiān)控DVR以及IP機(jī)頂盒等應(yīng)用。

軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

審訊主機(jī)的軟件部分使用結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法，將整體復(fù)雜的系統(tǒng)分解為ARM主控子系統(tǒng)、前面板子系統(tǒng)、DSP子系統(tǒng)、遠(yuǎn)程控制子系統(tǒng)等功能獨(dú)立的4大子系統(tǒng)。各子系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)技術(shù)，每個(gè)模塊完成一個(gè)特定的功能，所有的模塊組裝起來成為一個(gè)整體，完成整個(gè)系統(tǒng)所要求的功能。（軟件框架如圖3所示）

ARM主控子系統(tǒng)與遠(yuǎn)程控制子系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)連接；ARM主控子系統(tǒng)與前面板子系統(tǒng)通過串口通訊；ARM主控子系統(tǒng)與DSP子系統(tǒng)通過共享內(nèi)存通訊。除ARM主控子系統(tǒng)之外的子系統(tǒng)兩兩不發(fā)生直接通訊。

ARM主控子系統(tǒng)

ARM子系統(tǒng)分為三層：交互層、業(yè)務(wù)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(yàn)，用戶通過交互層來管理系統(tǒng)，系統(tǒng)通過交互層把各種信息反饋給用戶。業(yè)務(wù)層為ARM子系統(tǒng)的核心層，系統(tǒng)的主要功能都在這一層中實(shí)現(xiàn)，如錄像、回放、錄像搜索、光盤刻錄等等。通訊層負(fù)責(zé)ARM子系統(tǒng)與其他幾個(gè)子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換。（ARM主控子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖4所示）

前面板子系統(tǒng)

前面板子系統(tǒng)分為業(yè)務(wù)層和通訊層。業(yè)務(wù)層包含按鍵輸入、開關(guān)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(tǒng)發(fā)送指令，按鍵輸入模塊負(fù)責(zé)將鍵值轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)可以識別的信號。開關(guān)電源控制模塊負(fù)責(zé)系統(tǒng)的開機(jī)和關(guān)機(jī)。LED顯示模塊負(fù)責(zé)液晶屏的點(diǎn)亮或者熄滅，以起到節(jié)約能源的目的。蜂鳴器負(fù)責(zé)異常報(bào)警。MCU是整個(gè)前面板子系統(tǒng)的核心控制模塊。LCD控制模塊負(fù)責(zé)將系統(tǒng)的各種狀態(tài)轉(zhuǎn)換成可視信號。通訊層包含主板系統(tǒng)通訊和鍵盤通訊兩個(gè)模塊，主板通訊模塊與ARM子系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，鍵盤通訊模塊負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)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(tǒng)功能框圖如圖5所示）

DSP圖像子系統(tǒng)

DSP子系統(tǒng)分為通訊層和業(yè)務(wù)層上下兩層。通訊層負(fù)責(zé)與ARM子系統(tǒng)進(jìn)行各種命令傳輸，如開啟編碼、疊加字符、碼流加密等命令。業(yè)務(wù)層則負(fù)責(zé)具體音視頻數(shù)據(jù)的處理，如音視頻數(shù)據(jù)的采集、音視頻數(shù)據(jù)的壓縮、音視頻數(shù)據(jù)的解碼、音視頻數(shù)據(jù)的輸出等。（DSP圖像子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖6所示）

■ 圖6：DSP圖像子系統(tǒng)功能框圖

■ 圖7：遠(yuǎn)程控制子系統(tǒng)功能框圖

■ 圖8：行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)方案

遠(yuǎn)程控制子系統(tǒng)

子系統(tǒng)分為網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層、邏輯控制層、協(xié)議層、公共模塊層以及接口層。OS層函數(shù)API負(fù)責(zé)子系統(tǒng)的多平臺支持處理,該系統(tǒng)支持windows、linux、MAC等平臺；協(xié)議層處理和ARM主控子系統(tǒng)的通信協(xié)議解析；公共模塊層提取系統(tǒng)中的可復(fù)用公共模塊，為上層應(yīng)用層服務(wù)；網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層和邏輯控制層是業(yè)務(wù)層，實(shí)現(xiàn)審訊主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)控制功能，比如音視頻的預(yù)覽、回放、報(bào)警信息傳遞、參數(shù)配置等功能；網(wǎng)絡(luò)SDK接口層負(fù)責(zé)給集成軟件提供API函數(shù)接口，審訊系統(tǒng)中的客戶端軟件系基于該接口開發(fā)。（遠(yuǎn)程控制子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖7所示）

結(jié)束語

目前審訊系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于司法行業(yè)，如公安、檢察院和看守所等單位都建有專用訊問室，幾個(gè)訊問室組成一個(gè)完整的同步錄音錄像系統(tǒng)。（系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖8所示）

海康威視系列審訊主機(jī)，采用RTOS嵌入式操作系統(tǒng)，以公安部和最高檢關(guān)于同步錄音錄像的相關(guān)規(guī)定為研發(fā)依據(jù)，立足于先進(jìn)的數(shù)字處理技術(shù)，并按適度超前的原則，達(dá)到訊問同步錄音錄像系統(tǒng)數(shù)字化、信息化、專業(yè)化、規(guī)范化、網(wǎng)絡(luò)化，充分利用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化訊（詢）問同步錄音錄像。完全符合現(xiàn)代司法訊問工作的實(shí)際需要，較PC式審訊系統(tǒng)具有更高的穩(wěn)定性、輕便、線路少、操作簡單、防病毒能力高等特點(diǎn)；同時(shí)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(shù)據(jù)的及時(shí)性和完整性。

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