嵌入式硬盤錄像機在電視廣告監播系統中的應用

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播系統中的應用

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務大量增加，而廣告業主對于播出的驗證要求也越來越高，大量的播出內容需要監播系統記錄。而蚌埠廣播電視臺原有的廣告監播系統已使用6年以上，原設備是由PC主機+信號采集卡+監播軟件這種常規方式構成，PC主機的性能嚴重制約了監播系統的整體性能，隨著節目播出時長和頻道數量的增加，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，導致設備穩定性大大降低，常常出現故障，無法正常完成監播任務，為廣告部的工作開展帶來了極大的麻煩。

因此，亟需新建監播系統。蚌埠臺聯絡國內多家監播系統廠商，進行了大量的溝通、交流、咨詢，發現建設成本在十萬元以下的設備，基本上都是采用和原監播設備類似的方式，即PC主機+信號采集卡+監播軟件，雖然對PC主機的性能配置、信號采集卡的路數、信號質量進行了升級，軟件進行了改進，但是整體結構未變，長期使用后同樣會面臨之前的問題。而采用專用設備、專用系統軟件的監播設備，在穩定性、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 設備嵌入式DVR的驗證

工作人員對現行監播系統進行了分析，大膽提出使用嵌入式DVR設備做監播，DVR——DiskVideoRecordery硬盤視頻錄像機，從字面上看它是一臺錄像機，但是傳統使用環境安防工程中，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，剛提出這個設想的時候，還不確定DVR能否兼容播出服務器輸出的信號，為此，蚌埠臺聯系相關廠商協商了一臺測試設備，測試證明DVR完全兼容播出服務器輸出的信號，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）：嵌入式系統一般指非PC系統，有計算機功能但又不稱為計算機的設備或器材。它是以應用為中心，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。簡單地說，嵌入式系統集系統的應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、響應速度快等特點，特別適合于要求實時和多任務的應用。嵌入式DVR就是基于嵌入式處理器和嵌入式實時操作系統的嵌入式系統，它采用專用芯片對圖像進行壓縮及解壓回放，嵌入式操作系統主要是完成整機的控制及管理。此類產品沒有PCDVR那么多的模塊和多余的軟件功能，在設計制造時對軟、硬件的穩定性進行了針對性的規劃，因此，此類產品品質穩定，不會有死機的問題產生，而且在視音頻壓縮碼流的儲存速度、分辨率及畫質上都有較大的改善，就功能來說絲毫不比PC監播遜色。嵌入式DVR系統建立在一體化的硬件結構上，整個視音頻的壓縮、顯示、網絡等功能全部可以通過一塊單板來實現，大大提高了整個系統硬件的可靠性和穩定性。

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

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設備，在滿足通用解碼的情況下，綜合考慮廠家實力、質量、性能、參數等諸多因素，最終選定海康威視與大華科技兩家安防明星企業，后續采購中最終確定了海康威視的DS_7208HV_ST20，8路信號輸入，兩盤位存儲。

3 設備安裝

嵌入式DVR安裝極其簡單，將數字電視機頂盒由蓮花接口輸出AV信號，視頻信號經接口轉換為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，即可登錄設備，數字電視機頂盒的信號已經在預覽界面呈現了，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。

在通道參數中完成對各路信號的設置，嵌入式DVR即可實現監播的功能。

5 監錄內容的調取

嵌入式DVR錄制的節目視頻，會分段打包存儲在嵌入式DVR內的硬盤中，可在線根據頻道時間查詢，調取視頻進行回放，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，由暴風轉碼等軟件進行截取或者轉換，以滿足廣告客戶的需求。

6 軟件二次開發

至此，對蚌埠臺廣告監播的改造工程已完成，嵌入式DVR已投入使用，但嵌入式DVR能否應用在安全監播中還不得而知。由于廣電行業的特殊性，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，對安全播出的監控，是監播領域的另一種需求。與廣告監播不同，安全監播除了要記錄播出的內容還需要在播出信號出現問題時及

時報警。嵌入式DVR能否滿足這種應用需求呢？

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與同類技術比較表

工作人員首先對嵌入式DVR在安防領域應用時提供的報警功能進行了研究，發現嵌入式DVR可以在移動偵測、視頻丟失、遮擋報警這三種情況下觸發報警功能。

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

視頻丟失，嵌入式DVR在安防中，可以識別監控信號是否正常輸入，這個需求在安全監播中同樣存在，需要對信號狀態進行監控，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，并觸發報警，這說明嵌入式DVR的硬件具備黑場識別功能，在安全監播中同樣有此需求，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用。在廠商的官方網站獲取了嵌入式DVR的SDK開發包，依靠SDK包可以方便地對軟件進行二次開發。

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用函數的示例代碼。

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，0表示正常，0xffffffff表示異常；dwAlarmOutputNumber—觸發的報警輸出端口，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]表示觸發第1個通道錄像；dwChannel—發生報警的通道，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。

在返回的報警參數中，dwAlarmType 為3時是發生了移動偵測，那么在軟件中始終監聽這個參數的返回值，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，設備蜂鳴器發出報警，監控軟件也會發出報警，并顯示發生報警的通道。

圖4　嵌入式DVR遠程參數配置界面

圖5　嵌入式DVR視頻調取回話功能

圖6　嵌入式DVR下載的視頻文件

7 嵌入式DVR的網絡分享

嵌入式DVR支持B/S、C/S架構，可建立分級用戶賬戶，可同時為大量廣告業務員提供服務，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在新媒體中的應用

工作人員在查閱SDK開發說明文檔的時候，發現這臺嵌入式DVR還支持RTSP流媒體協議，同時，在官方網站發現還有免費提供的配套軟件，iVMS-4200流媒體服務器。

在新媒體建設中，常常需要把廣播電視的信號轉化為網絡流媒體，實現在線直播、實時錄制等功能，流媒體常用的三種流媒體協議有：HTTP、MMS、RTSP。而這臺嵌入式DVR正是支持其中的RTSP協議，蚌埠臺現有網臺的流媒體服務器正是使用的該協議。

嵌入式DVR配合自帶的流媒體服務器與存儲服務器，即可實現網臺流媒體服務器、存儲服務器、采集機三項功能。

9 工作流程

實際工作中，數字電視機頂盒輸出信號到嵌入式DVR，廣告業務員通過網絡獲取錄制的內容，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與當前國內外同類技術主要參數、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系統配備雙硬盤交替休眠管理

嵌入式DVR與現有的廣告監播系統比較，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，足以滿足廣告監播的需求，如果需要更高的支持或對高清信號進行監播，也同樣有更高端的嵌入式DVR，價格同樣低于同檔次監播系統。同時，嵌入式系統穩定性極高，建成以來始終7×24小時運行未發生任何故障，且該嵌入式DVR中安裝的兩塊監控級硬盤，本身就具有百萬小時無故障的性能，且設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。

對比安全監播，現有嵌入式DVR受限于研發企業的開發方向問題，安全監播中對花屏、噪點、噪音、聲音缺失等故障的監測還需要進一步探討研發，現階段在安全監播方面缺乏競爭力。

與現在網站系統中的流媒體服務器對比，擁有極高的競爭力，一臺嵌入式DVR實現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器和存儲服務器，而嵌入式DVR只需一臺設備與一套軟件安裝在任何一臺服務器即可，競爭力顯著。

11 應用情況

系統建成后，每天監錄4路信號近百小時節目，4T硬盤空間可存儲約50天的節目，未發生任何故障，未發生任何安全事件，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，并為以后安全監播和流媒體建設積累了大量技術經驗。