嵌入式硬盘录像机在电视广告监播系统中的应用

2015-02-27李翔宁作者单位蚌埠广播电视台

西部广播电视 2015年16期

李翔宁（作者单位：蚌埠广播电视台）

李翔宁
（作者单位：蚌埠广播电视台）

近年来，安徽省蚌埠广播电视台广告部处理的广告业务大量增加，而广告业主对于播出的验证要求也越来越高，大量的播出内容需要监播系统记录。而蚌埠广播电视台原有的广告监播系统已使用6年以上，原设备是由PC主机+信号采集卡+监播软件这种常规方式构成，PC主机的性能严重制约了监播系统的整体性能，随着节目播出时长和频道数量的增加，本就不宽裕的录制空间更是捉襟见肘，且受制于PC主机本身以及厂家软件的限制，很难扩容。同时，PC主机日益老化，导致设备稳定性大大降低，常常出现故障，无法正常完成监播任务，为广告部的工作开展带来了极大的麻烦。

因此，亟需新建监播系统。蚌埠台联络国内多家监播系统厂商，进行了大量的沟通、交流、咨询，发现建设成本在十万元以下的设备，基本上都是采用和原监播设备类似的方式，即PC主机+信号采集卡+监播软件，虽然对PC主机的性能配置、信号采集卡的路数、信号质量进行了升级，软件进行了改进，但是整体结构未变，长期使用后同样会面临之前的问题。而采用专用设备、专用系统软件的监播设备，在稳定性、长期易用性、性能等方面都大大提高，但成本也很高。对此，工作人员探索了以下解决方法。

1 设备嵌入式DVR的验证

工作人员对现行监播系统进行了分析，大胆提出使用嵌入式DVR设备做监播，DVR——DiskVideoRecordery硬盘视频录像机，从字面上看它是一台录像机，但是传统使用环境安防工程中，DVR的前端是摄像头通过BNC口连接到DVR，音频输入使用3.5 mm或莲花接口，刚提出这个设想的时候，还不确定DVR能否兼容播出服务器输出的信号，为此，蚌埠台联系相关厂商协商了一台测试设备，测试证明DVR完全兼容播出服务器输出的信号，完全可以录制电视信号。实践证明DVR这条路是可以走通的。

嵌入式DVR（EM-DVR）：嵌入式系统一般指非PC系统，有计算机功能但又不称为计算机的设备或器材。它是以应用为中心，软硬件可裁减的，对功能、可靠性、成本、体积及功耗等严格要求的微型专用计算机系统。简单地说，嵌入式系统集系统的应用软件与硬件于一体，类似于PC中BIOS的工作方式，具有软件代码小、高度自动化、响应速度快等特点，特别适合于要求实时和多任务的应用。嵌入式DVR就是基于嵌入式处理器和嵌入式实时操作系统的嵌入式系统，它采用专用芯片对图像进行压缩及解压回放，嵌入式操作系统主要是完成整机的控制及管理。此类产品没有PCDVR那么多的模块和多余的软件功能，在设计制造时对软、硬件的稳定性进行了针对性的规划，因此，此类产品品质稳定，不会有死机的问题产生，而且在视音频压缩码流的储存速度、分辨率及画质上都有较大的改善，就功能来说丝毫不比PC监播逊色。嵌入式DVR系统建立在一体化的硬件结构上，整个视音频的压缩、显示、网络等功能全部可以通过一块单板来实现，大大提高了整个系统硬件的可靠性和稳定性。

因此，如果对嵌入式DVR进行合理改造，使其符合监播系统的功能需求，是完全可行的，而且其自身的特点决定了其稳定性是传统监播系统无法企及的。

2 编解码测试

由于安防工程的需要，嵌入式DVR在录制编码时会将视频与事件复合，录制的是复合流，嵌入式DVR厂商提供的软件虽然可以正常解码，但一般只提供了回放的功能，广告监播中需要将录制的视频提供给广告客户，因此，必须可以用通用播放软件进行解码，还要可以被通用视频软件进行方便的分割。

工作人员测试了大量的嵌入式DVR设备，在满足通用解码的情况下，综合考虑厂家实力、质量、性能、参数等诸多因素，最终选定海康威视与大华科技两家安防明星企业，后续采购中最终确定了海康威视的DS_7208HV_ST20，8路信号输入，两盘位存储。

3 设备安装

嵌入式DVR安装极其简单，将数字电视机顶盒由莲花接口输出AV信号，视频信号经接口转换为BNC后接入嵌入式DVR，音频信号直接接入，并将嵌入式DVR接入到办公网中，外接显示器、鼠标，为嵌入式DVR分配一个IP地址，即完成全部安装工作。

4 设备配置

通过浏览器访问嵌入式DVR的管理界面，如图1。

输入账号、密码、端口号，即可登录设备，数字电视机顶盒的信号已经在预览界面呈现了，如图2。

进入配置界面，如图3。

本地配置是对访问正在使用的这台PC访问时的一些参数做配置，远程配置才是对嵌入式DVR做的配置，进入远程配置，如图4。

在通道参数中完成对各路信号的设置，嵌入式DVR即可实现监播的功能。

5 监录内容的调取

嵌入式DVR录制的节目视频，会分段打包存储在嵌入式DVR内的硬盘中，可在线根据频道时间查询，调取视频进行回放，如图5。

并且嵌入式DVR支持回放录制，可以把需要的回放视频实时录制到本地计算机，相当于视频的截取。除了在线回放，在线截取，还可以查询嵌入式DVR下载到本地硬盘中的视频文件，如图6。

下载的文件可以由暴风影音等视频软件回放，由暴风转码等软件进行截取或者转换，以满足广告客户的需求。

6 软件二次开发

至此，对蚌埠台广告监播的改造工程已完成，嵌入式DVR已投入使用，但嵌入式DVR能否应用在安全监播中还不得而知。由于广电行业的特殊性，播出信号的中断是非常恶劣的事故，会造成极大的负面影响，因此，对安全播出的监控，是监播领域的另一种需求。与广告监播不同，安全监播除了要记录播出的内容还需要在播出信号出现问题时及

时报警。嵌入式DVR能否满足这种应用需求呢？

图1　嵌入式DVR登录界面

图2　嵌入式DVR预览界面

图3　嵌入式DVR配置界面

表1　嵌入式DVR与同类技术比较表

工作人员首先对嵌入式DVR在安防领域应用时提供的报警功能进行了研究，发现嵌入式DVR可以在移动侦测、视频丢失、遮挡报警这三种情况下触发报警功能。

移动侦测，嵌入式DVR在安防中，可以识别监控画面中移动的物体，说明嵌入式DVR的硬件设备具备识别画面动、静的能力。在安全监播中，需要对定帧进行检测，在出现定帧故障时发出报警。移动侦测的功能可变通实现定帧检测，只要将移动侦测触发报警的状态调换就可以了，即动帧不报警，定帧报警。

视频丢失，嵌入式DVR在安防中，可以识别监控信号是否正常输入，这个需求在安全监播中同样存在，需要对信号状态进行监控，信号丢失需要报警，这个需求可以直接满足。

遮挡报警，嵌入式DVR在安防中，可以识别摄像头是否被遮挡，并触发报警，这说明嵌入式DVR的硬件具备黑场识别功能，在安全监播中同样有此需求，可以被嵌入式DVR直接满足。

至此，嵌入式DVR提供的三种监测报警功能，只有移动侦测需要进行改变，其他两项可以直接应用。在厂商的官方网站获取了嵌入式DVR的SDK开发包，依靠SDK包可以方便地对软件进行二次开发。

通过对SDK包的说明文档进行查阅，工作人员找到了移动侦测接口调用函数的示例代码。

报警类型：0—信号量报警；1—硬盘满；2—信号丢失；3—移动侦测；4—硬盘未格式化；5—读写硬盘出错；6—遮挡报警；7—制式不匹配；8—非法访问；dwAlarmInputNumber—报警输入端口，当报警类型为9时该变量表示串口状态，0表示正常，0xffffffff表示异常；dwAlarmOutputNumber—触发的报警输出端口，当报警类型为信号量报警时，值为1表示该报警端口输出；dwAlarmRelateChannel—触发的录像通道，当报警类型为信号量报警时，值为1表示该通道录像，如dwAlarmRelateChannel[0]表示触发第1个通道录像；dwChannel—发生报警的通道，当报警类型为2、3、6时有效，如dwChannel[0]值为1表示第1个通道报警；dwDiskNumber—发生报警的硬盘，当报警类型为1、4、5时有效，dwDiskNumber[0]值为1表示1号硬盘异常。

在返回的报警参数中，dwAlarmType 为3时是发生了移动侦测，那么在软件中始终监听这个参数的返回值，当某个通道不返回dwAlarmType 3时，进行报警，并显示通道名称。

当发生移动侦测报警（定帧检测）、

遮挡报警（黑场检测）、丢失报警（信号丢失检测）时，设备蜂鸣器发出报警，监控软件也会发出报警，并显示发生报警的通道。

图4　嵌入式DVR远程参数配置界面

图5　嵌入式DVR视频调取回话功能

图6　嵌入式DVR下载的视频文件

7 嵌入式DVR的网络分享

嵌入式DVR支持B/S、C/S架构，可建立分级用户账户，可同时为大量广告业务员提供服务，如图7，并且实时记录各账户登录操作信息，如图8。

8 探索嵌入式DVR在新媒体中的应用

工作人员在查阅SDK开发说明文档的时候，发现这台嵌入式DVR还支持RTSP流媒体协议，同时，在官方网站发现还有免费提供的配套软件，iVMS-4200流媒体服务器。

在新媒体建设中，常常需要把广播电视的信号转化为网络流媒体，实现在线直播、实时录制等功能，流媒体常用的三种流媒体协议有：HTTP、MMS、RTSP。而这台嵌入式DVR正是支持其中的RTSP协议，蚌埠台现有网台的流媒体服务器正是使用的该协议。

嵌入式DVR配合自带的流媒体服务器与存储服务器，即可实现网台流媒体服务器、存储服务器、采集机三项功能。

9 工作流程

实际工作中，数字电视机顶盒输出信号到嵌入式DVR，广告业务员通过网络获取录制的内容，有三种流程，即在线回放录制、在线下载本地截取和客户端获取视频，如图9。

图9　嵌入式DVR工作流程

10 嵌入式DVR的竞争力

嵌入式DVR与当前国内外同类技术主要参数、效益、市场竞争力的比较如表1。

图7　嵌入式DVR的分级用户账户功能

图8　嵌入式DVR记录的各账户登陆操作信息

图10　嵌入式DVR系统配备双硬盘交替休眠管理

嵌入式DVR与现有的广告监播系统比较，几乎完胜。采购成本极低，使用成本低，蚌埠台采购的嵌入式DVR最高支持N制或P制标清分辨率，码流3 M，足以满足广告监播的需求，如果需要更高的支持或对高清信号进行监播，也同样有更高端的嵌入式DVR，价格同样低于同档次监播系统。同时，嵌入式系统稳定性极高，建成以来始终7×24小时运行未发生任何故障，且该嵌入式DVR中安装的两块监控级硬盘，本身就具有百万小时无故障的性能，且设备会进行交替休眠管理，大大降低硬盘故障风险，如图10，竞争力显著。

对比安全监播，现有嵌入式DVR受限于研发企业的开发方向问题，安全监播中对花屏、噪点、噪音、声音缺失等故障的监测还需要进一步探讨研发，现阶段在安全监播方面缺乏竞争力。

与现在网站系统中的流媒体服务器对比，拥有极高的竞争力，一台嵌入式DVR实现8路、16路、32路信号接入都是极其平常的事，而如果是信号采集机，就算是I7级别的视频工作站也只能编码4路信号，而且采集卡价格也很昂贵，还需要一台流媒体服务器和存储服务器，而嵌入式DVR只需一台设备与一套软件安装在任何一台服务器即可，竞争力显著。