嵌入式硬盤錄像機在電視廣告監(jiān)播系統(tǒng)中的應(yīng)用

李翔寧（作者單位：蚌埠廣播電視臺）

嵌入式硬盤錄像機在電視廣告監(jiān)播系統(tǒng)中的應(yīng)用

李翔寧
（作者單位：蚌埠廣播電視臺）

近年來，安徽省蚌埠廣播電視臺廣告部處理的廣告業(yè)務(wù)大量增加，而廣告業(yè)主對于播出的驗證要求也越來越高，大量的播出內(nèi)容需要監(jiān)播系統(tǒng)記錄。而蚌埠廣播電視臺原有的廣告監(jiān)播系統(tǒng)已使用6年以上，原設(shè)備是由PC主機+信號采集卡+監(jiān)播軟件這種常規(guī)方式構(gòu)成，PC主機的性能嚴重制約了監(jiān)播系統(tǒng)的整體性能，隨著節(jié)目播出時長和頻道數(shù)量的增加，本就不寬裕的錄制空間更是捉襟見肘，且受制于PC主機本身以及廠家軟件的限制，很難擴容。同時，PC主機日益老化，導致設(shè)備穩(wěn)定性大大降低，常常出現(xiàn)故障，無法正常完成監(jiān)播任務(wù)，為廣告部的工作開展帶來了極大的麻煩。

因此，亟需新建監(jiān)播系統(tǒng)。蚌埠臺聯(lián)絡(luò)國內(nèi)多家監(jiān)播系統(tǒng)廠商，進行了大量的溝通、交流、咨詢，發(fā)現(xiàn)建設(shè)成本在十萬元以下的設(shè)備，基本上都是采用和原監(jiān)播設(shè)備類似的方式，即PC主機+信號采集卡+監(jiān)播軟件，雖然對PC主機的性能配置、信號采集卡的路數(shù)、信號質(zhì)量進行了升級，軟件進行了改進，但是整體結(jié)構(gòu)未變，長期使用后同樣會面臨之前的問題。而采用專用設(shè)備、專用系統(tǒng)軟件的監(jiān)播設(shè)備，在穩(wěn)定性、長期易用性、性能等方面都大大提高，但成本也很高。對此，工作人員探索了以下解決方法。

1 設(shè)備嵌入式DVR的驗證

工作人員對現(xiàn)行監(jiān)播系統(tǒng)進行了分析，大膽提出使用嵌入式DVR設(shè)備做監(jiān)播，DVR——DiskVideoRecordery硬盤視頻錄像機，從字面上看它是一臺錄像機，但是傳統(tǒng)使用環(huán)境安防工程中，DVR的前端是攝像頭通過BNC口連接到DVR，音頻輸入使用3.5 mm或蓮花接口，剛提出這個設(shè)想的時候，還不確定DVR能否兼容播出服務(wù)器輸出的信號，為此，蚌埠臺聯(lián)系相關(guān)廠商協(xié)商了一臺測試設(shè)備，測試證明DVR完全兼容播出服務(wù)器輸出的信號，完全可以錄制電視信號。實踐證明DVR這條路是可以走通的。

嵌入式DVR（EM-DVR）：嵌入式系統(tǒng)一般指非PC系統(tǒng)，有計算機功能但又不稱為計算機的設(shè)備或器材。它是以應(yīng)用為中心，軟硬件可裁減的，對功能、可靠性、成本、體積及功耗等嚴格要求的微型專用計算機系統(tǒng)。簡單地說，嵌入式系統(tǒng)集系統(tǒng)的應(yīng)用軟件與硬件于一體，類似于PC中BIOS的工作方式，具有軟件代碼小、高度自動化、響應(yīng)速度快等特點，特別適合于要求實時和多任務(wù)的應(yīng)用。嵌入式DVR就是基于嵌入式處理器和嵌入式實時操作系統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)，它采用專用芯片對圖像進行壓縮及解壓回放，嵌入式操作系統(tǒng)主要是完成整機的控制及管理。此類產(chǎn)品沒有PCDVR那么多的模塊和多余的軟件功能，在設(shè)計制造時對軟、硬件的穩(wěn)定性進行了針對性的規(guī)劃，因此，此類產(chǎn)品品質(zhì)穩(wěn)定，不會有死機的問題產(chǎn)生，而且在視音頻壓縮碼流的儲存速度、分辨率及畫質(zhì)上都有較大的改善，就功能來說絲毫不比PC監(jiān)播遜色。嵌入式DVR系統(tǒng)建立在一體化的硬件結(jié)構(gòu)上，整個視音頻的壓縮、顯示、網(wǎng)絡(luò)等功能全部可以通過一塊單板來實現(xiàn)，大大提高了整個系統(tǒng)硬件的可靠性和穩(wěn)定性。

因此，如果對嵌入式DVR進行合理改造，使其符合監(jiān)播系統(tǒng)的功能需求，是完全可行的，而且其自身的特點決定了其穩(wěn)定性是傳統(tǒng)監(jiān)播系統(tǒng)無法企及的。

2 編解碼測試

由于安防工程的需要，嵌入式DVR在錄制編碼時會將視頻與事件復合，錄制的是復合流，嵌入式DVR廠商提供的軟件雖然可以正常解碼，但一般只提供了回放的功能，廣告監(jiān)播中需要將錄制的視頻提供給廣告客戶，因此，必須可以用通用播放軟件進行解碼，還要可以被通用視頻軟件進行方便的分割。

工作人員測試了大量的嵌入式DVR設(shè)備，在滿足通用解碼的情況下，綜合考慮廠家實力、質(zhì)量、性能、參數(shù)等諸多因素，最終選定?？低暸c大華科技兩家安防明星企業(yè)，后續(xù)采購中最終確定了?？低暤腄S_7208HV_ST20，8路信號輸入，兩盤位存儲。

3 設(shè)備安裝

嵌入式DVR安裝極其簡單，將數(shù)字電視機頂盒由蓮花接口輸出AV信號，視頻信號經(jīng)接口轉(zhuǎn)換為BNC后接入嵌入式DVR，音頻信號直接接入，并將嵌入式DVR接入到辦公網(wǎng)中，外接顯示器、鼠標，為嵌入式DVR分配一個IP地址，即完成全部安裝工作。

4 設(shè)備配置

通過瀏覽器訪問嵌入式DVR的管理界面，如圖1。

輸入賬號、密碼、端口號，即可登錄設(shè)備，數(shù)字電視機頂盒的信號已經(jīng)在預覽界面呈現(xiàn)了，如圖2。

進入配置界面，如圖3。

本地配置是對訪問正在使用的這臺PC訪問時的一些參數(shù)做配置，遠程配置才是對嵌入式DVR做的配置，進入遠程配置，如圖4。

在通道參數(shù)中完成對各路信號的設(shè)置，嵌入式DVR即可實現(xiàn)監(jiān)播的功能。

5 監(jiān)錄內(nèi)容的調(diào)取

嵌入式DVR錄制的節(jié)目視頻，會分段打包存儲在嵌入式DVR內(nèi)的硬盤中，可在線根據(jù)頻道時間查詢，調(diào)取視頻進行回放，如圖5。

并且嵌入式DVR支持回放錄制，可以把需要的回放視頻實時錄制到本地計算機，相當于視頻的截取。除了在線回放，在線截取，還可以查詢嵌入式DVR下載到本地硬盤中的視頻文件，如圖6。

下載的文件可以由暴風影音等視頻軟件回放，由暴風轉(zhuǎn)碼等軟件進行截取或者轉(zhuǎn)換，以滿足廣告客戶的需求。

6 軟件二次開發(fā)

至此，對蚌埠臺廣告監(jiān)播的改造工程已完成，嵌入式DVR已投入使用，但嵌入式DVR能否應(yīng)用在安全監(jiān)播中還不得而知。由于廣電行業(yè)的特殊性，播出信號的中斷是非常惡劣的事故，會造成極大的負面影響，因此，對安全播出的監(jiān)控，是監(jiān)播領(lǐng)域的另一種需求。與廣告監(jiān)播不同，安全監(jiān)播除了要記錄播出的內(nèi)容還需要在播出信號出現(xiàn)問題時及

時報警。嵌入式DVR能否滿足這種應(yīng)用需求呢？

圖1　嵌入式DVR登錄界面

圖2　嵌入式DVR預覽界面

圖3　嵌入式DVR配置界面

表1　嵌入式DVR與同類技術(shù)比較表

工作人員首先對嵌入式DVR在安防領(lǐng)域應(yīng)用時提供的報警功能進行了研究，發(fā)現(xiàn)嵌入式DVR可以在移動偵測、視頻丟失、遮擋報警這三種情況下觸發(fā)報警功能。

移動偵測，嵌入式DVR在安防中，可以識別監(jiān)控畫面中移動的物體，說明嵌入式DVR的硬件設(shè)備具備識別畫面動、靜的能力。在安全監(jiān)播中，需要對定幀進行檢測，在出現(xiàn)定幀故障時發(fā)出報警。移動偵測的功能可變通實現(xiàn)定幀檢測，只要將移動偵測觸發(fā)報警的狀態(tài)調(diào)換就可以了，即動幀不報警，定幀報警。

視頻丟失，嵌入式DVR在安防中，可以識別監(jiān)控信號是否正常輸入，這個需求在安全監(jiān)播中同樣存在，需要對信號狀態(tài)進行監(jiān)控，信號丟失需要報警，這個需求可以直接滿足。

遮擋報警，嵌入式DVR在安防中，可以識別攝像頭是否被遮擋，并觸發(fā)報警，這說明嵌入式DVR的硬件具備黑場識別功能，在安全監(jiān)播中同樣有此需求，可以被嵌入式DVR直接滿足。

至此，嵌入式DVR提供的三種監(jiān)測報警功能，只有移動偵測需要進行改變，其他兩項可以直接應(yīng)用。在廠商的官方網(wǎng)站獲取了嵌入式DVR的SDK開發(fā)包，依靠SDK包可以方便地對軟件進行二次開發(fā)。

通過對SDK包的說明文檔進行查閱，工作人員找到了移動偵測接口調(diào)用函數(shù)的示例代碼。

報警類型：0—信號量報警；1—硬盤滿；2—信號丟失；3—移動偵測；4—硬盤未格式化；5—讀寫硬盤出錯；6—遮擋報警；7—制式不匹配；8—非法訪問；dwAlarmInputNumber—報警輸入端口，當報警類型為9時該變量表示串口狀態(tài)，0表示正常，0xffffffff表示異常；dwAlarmOutputNumber—觸發(fā)的報警輸出端口，當報警類型為信號量報警時，值為1表示該報警端口輸出；dwAlarmRelateChannel—觸發(fā)的錄像通道，當報警類型為信號量報警時，值為1表示該通道錄像，如dwAlarmRelateChannel[0]表示觸發(fā)第1個通道錄像；dwChannel—發(fā)生報警的通道，當報警類型為2、3、6時有效，如dwChannel[0]值為1表示第1個通道報警；dwDiskNumber—發(fā)生報警的硬盤，當報警類型為1、4、5時有效，dwDiskNumber[0]值為1表示1號硬盤異常。

在返回的報警參數(shù)中，dwAlarmType 為3時是發(fā)生了移動偵測，那么在軟件中始終監(jiān)聽這個參數(shù)的返回值，當某個通道不返回dwAlarmType 3時，進行報警，并顯示通道名稱。

當發(fā)生移動偵測報警（定幀檢測）、

遮擋報警（黑場檢測）、丟失報警（信號丟失檢測）時，設(shè)備蜂鳴器發(fā)出報警，監(jiān)控軟件也會發(fā)出報警，并顯示發(fā)生報警的通道。

圖4　嵌入式DVR遠程參數(shù)配置界面

圖5　嵌入式DVR視頻調(diào)取回話功能

圖6　嵌入式DVR下載的視頻文件

7 嵌入式DVR的網(wǎng)絡(luò)分享

嵌入式DVR支持B/S、C/S架構(gòu)，可建立分級用戶賬戶，可同時為大量廣告業(yè)務(wù)員提供服務(wù)，如圖7，并且實時記錄各賬戶登錄操作信息，如圖8。

8 探索嵌入式DVR在新媒體中的應(yīng)用

工作人員在查閱SDK開發(fā)說明文檔的時候，發(fā)現(xiàn)這臺嵌入式DVR還支持RTSP流媒體協(xié)議，同時，在官方網(wǎng)站發(fā)現(xiàn)還有免費提供的配套軟件，iVMS-4200流媒體服務(wù)器。

在新媒體建設(shè)中，常常需要把廣播電視的信號轉(zhuǎn)化為網(wǎng)絡(luò)流媒體，實現(xiàn)在線直播、實時錄制等功能，流媒體常用的三種流媒體協(xié)議有：HTTP、MMS、RTSP。而這臺嵌入式DVR正是支持其中的RTSP協(xié)議，蚌埠臺現(xiàn)有網(wǎng)臺的流媒體服務(wù)器正是使用的該協(xié)議。

嵌入式DVR配合自帶的流媒體服務(wù)器與存儲服務(wù)器，即可實現(xiàn)網(wǎng)臺流媒體服務(wù)器、存儲服務(wù)器、采集機三項功能。

9 工作流程

實際工作中，數(shù)字電視機頂盒輸出信號到嵌入式DVR，廣告業(yè)務(wù)員通過網(wǎng)絡(luò)獲取錄制的內(nèi)容，有三種流程，即在線回放錄制、在線下載本地截取和客戶端獲取視頻，如圖9。

圖9　嵌入式DVR工作流程

10 嵌入式DVR的競爭力

嵌入式DVR與當前國內(nèi)外同類技術(shù)主要參數(shù)、效益、市場競爭力的比較如表1。

圖7　嵌入式DVR的分級用戶賬戶功能

圖8　嵌入式DVR記錄的各賬戶登陸操作信息

圖10　嵌入式DVR系統(tǒng)配備雙硬盤交替休眠管理

嵌入式DVR與現(xiàn)有的廣告監(jiān)播系統(tǒng)比較，幾乎完勝。采購成本極低，使用成本低，蚌埠臺采購的嵌入式DVR最高支持N制或P制標清分辨率，碼流3 M，足以滿足廣告監(jiān)播的需求，如果需要更高的支持或?qū)Ω咔逍盘栠M行監(jiān)播，也同樣有更高端的嵌入式DVR，價格同樣低于同檔次監(jiān)播系統(tǒng)。同時，嵌入式系統(tǒng)穩(wěn)定性極高，建成以來始終7×24小時運行未發(fā)生任何故障，且該嵌入式DVR中安裝的兩塊監(jiān)控級硬盤，本身就具有百萬小時無故障的性能，且設(shè)備會進行交替休眠管理，大大降低硬盤故障風險，如圖10，競爭力顯著。

對比安全監(jiān)播，現(xiàn)有嵌入式DVR受限于研發(fā)企業(yè)的開發(fā)方向問題，安全監(jiān)播中對花屏、噪點、噪音、聲音缺失等故障的監(jiān)測還需要進一步探討研發(fā)，現(xiàn)階段在安全監(jiān)播方面缺乏競爭力。

與現(xiàn)在網(wǎng)站系統(tǒng)中的流媒體服務(wù)器對比，擁有極高的競爭力，一臺嵌入式DVR實現(xiàn)8路、16路、32路信號接入都是極其平常的事，而如果是信號采集機，就算是I7級別的視頻工作站也只能編碼4路信號，而且采集卡價格也很昂貴，還需要一臺流媒體服務(wù)器和存儲服務(wù)器，而嵌入式DVR只需一臺設(shè)備與一套軟件安裝在任何一臺服務(wù)器即可，競爭力顯著。

11 應(yīng)用情況

系統(tǒng)建成后，每天監(jiān)錄4路信號近百小時節(jié)目，4T硬盤空間可存儲約50天的節(jié)目，未發(fā)生任何故障，未發(fā)生任何安全事件，提高了資源共享效率，降低了維護工作量，提升了廣告客戶的滿意度，并為以后安全監(jiān)播和流媒體建設(shè)積累了大量技術(shù)經(jīng)驗。