CN204968007U - 一种嵌入式与arm平台混合同步录音录像设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种嵌入式与ARM平台混合同步录音录像设备，包括用于采集音视频信号的嵌入式采集模块和数据传输模块，所述设备还包括ARM硬件平台和故障检测模块，其中所述ARM硬件平台与所述嵌入式采集模块通信连接，所述嵌入式采集模块包括视频采集模块、音频采集模块和同步采集模块，所述同步采集模块与所述音频采集模块和所述视频采集模块电连接；所述故障检测模块与所述嵌入式采集模块和所述ARM硬件平台电连接，并和与所述嵌入式采集模块无线和/或有线连接的所述数据传输模块以无线和/或有线的方式连接。本实用信息具有体积小、低功耗、低成本的优点，并能检测设备内部故障和实现唇音同步。

Description

一种嵌入式与ARM平台混合同步录音录像设备

技术领域

本实用新型属于同步录音录像技术领域，尤其涉及一种嵌入式与ARM平台混合同步录音录像设备。

背景技术

目前，同步录音录像一体机的普及日益广泛，同步录音录像一体机一般可应用于重要会议、办案取证等需及时录音录像的领域。

同步录音录像过程对被录像人全程同步录音录像，为保障被录像人人权，提高自身的执法水平和办案能力发挥了积极作用，在侦查阶段实行全程同步录音录像可证明侦查人员取证方式合法，是杜绝违法获取口供的重要监督措施，是有效固定讯问证据，遏制被录像人翻供的手段。从各级公安机关、检察机关的多年实践中已显示了其独特的价值，讯问全程同步录音录像有着传统笔录无可比拟的视听功效，无论是讯问气氛、双方神态、言语声调等等细节，都可以综合判断讯问过程中每一时刻的特定情景，能有效证明讯问活动及所获取证据的合法性。

现有的同步录音录像设备主要分为嵌入式设备和X86架构设备两大类，但独立的嵌入式架构设备存在界面开发难度大，用户交换不灵活，设计修改工作量大，不可以安装基于X86平台上的计算机应用程序。独立的X86架构设备由于不是专业的图形压缩和解压芯片，从而无法稳定完成高强度高清图形编解码工作，音频、视频效果不佳，长时间录像稳定性差，在光盘直刻稳定性不如嵌入式设备。经过技术的发展，也有将嵌入式设备和X86系统结合的同步录音录像设备，如授权公告号为CN204190858U的中国专利公开了一种嵌入式与X86平台混合同步录音录像设备，包括嵌入式采集模块、X86硬件平台、网络一体化模块、存储模块、切换模块和交互装置，嵌入式采集模块和X86硬件平台通过CON30接口和CON6接口连接，将嵌入式采集模块和X86硬件平台集成在一起，优化了同步录音录像设备的硬件组成。但是X86系统在执行较慢的指令时将影响整台机器的执行效率，同时具有体积大、功耗大、成本较高的缺点。X86平台散热较大，因此必须配备散热器或风扇，增加了成本。进一步的，X86系统需要人员维护，不能长期工作，否则会让主板的寿命大大降低。一个需要值得注意的问题是，该专利中没有涉及到对嵌入式采集设备和X86设备的故障检测技术，在同步录音录像设备出现故障时不能第一时间判断故障的来源，而由于电路结构的复杂，检修人员需要花费大量的时间和精力通过调试来检查出现故障的模块和位置，费事费力。另一个需要值得注意的问题是，该专利没有涉及到音频视频经过采集、压缩、传输再合成后可能出现的唇音不同步的问题。

实用新型内容

针对现有技术之不足，本实用新型提供一种嵌入式与ARM平台混合同步录音录像设备，包括用于采集音视频信号的嵌入式采集模块和数据传输模块，所述设备还包括ARM硬件平台和故障检测模块，其中所述ARM平台主要指安装Linux系统和安卓系统平台，所述ARM硬件平台与所述嵌入式采集模块通信连接，所述嵌入式采集模块包括视频采集模块、音频采集模块和同步采集模块，所述同步采集模块与所述音频采集模块和所述视频采集模块电连接；所述故障检测模块与所述嵌入式采集模块和所述ARM硬件平台电连接，并与所述数据传输模块以无线和/或有线的方式连接，其中，所述数据传输模块与所述嵌入式采集模块通信连接。

根据一种优选的实施方式，所述嵌入式采集模块还包括校正模块和视频音频合成模块，所述校正模块的输入端与所述视频采集模块和所述音频采集模块连接，所述校正模块的输出端与所述视频音频合成模块连接。

根据一种优选的实施方式，所述设备还包括与所述嵌入式采集模块和所述ARM硬件平台连接的切换控制模块，所述切换控制模块包括显示切换控制模块和输入切换控制模块，其中所述显示切换控制模块的输入端连接所述嵌入式采集模块和所述ARM硬件平台，其输出端与内部显示模块和外部显示模块连接；所述输入切换控制模块的输入端连接手动输入模块，其输出端与所述嵌入式采集模块和所述ARM硬件平台电连接。

根据一种优选的实施方式，所述数据传输模块内置有线数据传输模块和/或无线数据传输模块，所述无线数据传输模块为WIFI模块、ZIGBEE模块、蓝牙模块和/或WBEE模块。

根据一种优选的实施方式，所述设备还包括与所述嵌入式采集模块连接的用于存储视频、音频信息的存储模块，所述存储模块为光驱、硬盘、闪存、光盘和磁盘中的至少一个。

根据一种优选的实施方式，所述设备设置有至少一个与所述嵌入式采集模块电连接的内置摄像设备和通过SDI接口或网络接口连接至所述嵌入式采集模块的外置摄像设备，所述设备还包括通过RCA接口或3.5音频接口与所述嵌入式采集模块连接的音频输入设备和音频输出设备，其中音频输入设备为拾音器，所述音频输出设备为扩音器和耳机。

根据一种优选的实施方式，所述ARM硬件平台设置有至少一个用于与外部硬件设备连接的USB接口，所述外部硬件设备为传真机、身份证扫描仪、打印机和高拍仪中的至少一种；所述嵌入式采集处理模块设置有用于与外部存取设备连接的外部USB接口，外部存取设备为U盘或可移动硬盘。

根据一种优选的实施方式，所述设备还内置有与所述嵌入式采集模块无线通信的温度传感器和湿度传感器。

根据一种优选的实施方式，所述内部显示模块为液晶显示器或LED显示屏，所述外部显示模块为通过VGA接口与所述嵌入式采集处理模块连接的笔记本电脑、台式电脑的显示设备。

根据一种优选的实施方式，所述手动输入模块为键盘、鼠标、液晶触摸屏。

本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型采用ARM系统与嵌入式系统的混合进行同步录音录像，ARM系统相对X86系统具有体积小、低功耗、低成本、散热小、减少人工后期维护等优点。

2、本实用新型的故障检测模块能够实现对嵌入式采集模块和ARM平台操作系统的故障检测，并将故障检测信息通过数据传输模块发送至用户端或直接显示在显示模块上，便于用户直接定位故障位置，方便快捷，省事省力。

3、本实用新型的同步采集模块使得视频和音频信息的同时开始采集，校正模块对输入的视频和音频的起始时间进行检测，进一步将采集时间校准在同一时刻，保证合成后视频和音频的唇音同步。

附图说明

图1是本实用新型同步录音录像设备的结构示意图；和

图2是本实用新型嵌入式采集模块的内部结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图进行详细说明。

本实用新型所指的显示设备为内部显示模块和外部显示模块。

如图1所示的同步录音录像设备的结构示意图，本实用新型提供一种嵌入式与ARM平台混合同步录音录像设备，包括用于采集音视频信号的嵌入式采集模块和数据传输模块。ARM平台主要指安装Linux系统和安卓系统平台。数据传输模块提供有线通信和无线通信，数据传输模块内置有线数据传输模块和/或无线数据传输模块，无线数据传输模块为WIFI模块、ZIGBEE模块、蓝牙模块和/或WBEE模块。同步录音录像设备还包括ARM硬件平台和故障检测模块。其中，ARM硬件平台与嵌入式采集模块通信连接，具体通过CON30接口和CON6接口连接在一起，CON30接口包括网络通讯接口、USB通讯接口、LED灯信号。CON30接口包括VGA信号。

如图2所示，嵌入式采集模块包括视频采集模块、音频采集模块和同步采集模块，同步采集模块与音频采集模块和视频采集模块电连接。

视频采集模块包括AD芯片和主芯片，AD芯片经由Viu接口连接主芯片。AD芯片输出BT.1120信号至主芯片，如Hi3531的Viu接口，即完成单路视频图像采集。视频图像的采集也可通过网络方式采集，如通过TCP/IP，遵循RTSP协议进行请求，网络接收的RTP包经过解析得到H.264编码数据，通过嵌入式芯片，如Hi3531本身内置的硬件解码功能将H.264解码得到原始数据YUV420数据。画面合成原理是在ARM上编程通过YUV数字区域贴图算法以及按照显示逻辑顺序进行叠加，完成画面合成，依靠嵌入式芯片通过VGA/HDMI进行合成画面的YUV显示输出。通过嵌入式芯片中的H.264编码器对合成后的YUV420/422进行编码压缩，以支持后续模块对该合成编码后的H.264数据进行录像或刻录。同步录音录像设备还包括与嵌入式采集模块连接的用于存储视频、音频信息的存储模块，存储模块为光驱、硬盘、闪存、光盘和磁盘中的至少一个。

音频采集模块的AD芯片通过I2C与Hi3531芯片进行通讯进而完成独立采集时序匹配与解析。独立采集的音频数据为PCM脉冲格式，其根据顺序获得的音频采集数据通过缓冲进行音频叠加合成。再通过G711或其他编码算法进行压缩，以支持后续对该部分合成音频进行录像或刻录。通过计算电平值而得出波形数据，将波形数据通过共享内存的方式由界面层UI程序获得，以进行图形化显示。

同步采集模块用于同时开启视频采集模块和音频采集模块。具体的，当同步采集模块检测到用户发出视频采集和音频采集的信号时，检测视频采集模块和音频采集模块的工作状态，当视频、音频采集模块均处于关闭状态时，同时开启视频采集模块和音频采集模块开始工作。根据一个优选的实施方式，当同步采集模块检测到音频、视频采集模块中的至少一个处于开启状态时，关闭处于开启状态的视频采集模块或音频采集模块。以保证视频和音频同时开始工作，确保唇音同步。同步采集模块包括LM324芯片，通过比较两个采集模块的工作电压判断其工作状态，并在两个采集模块均关闭的情况下使两个采集模块开始工作。

所述故障检测模块与所述嵌入式采集模块和所述ARM硬件平台电连接，并与所述数据传输模块以无线和/或有线的方式连接，其中，所述数据传输模块与所述嵌入式采集模块通信连接。通信连接的方式为无线和/或有线的连接方式。故障检测模块与嵌入式采集模块和ARM硬件平台的输出端连接，故障检测模块用于检测嵌入式采集模块或ARM硬件平台是否处于正常的工作状态。当至少一个出现问题时，将故障信息发送给数据传输模块，通过数据传输模块发送给，根据一个优选的实施方式，在嵌入式采集模块正常工作的情况下，故障检测模块将故障信息经由嵌入式采集模块显示在显示设备上，以及时将信息提供给用户。故障检测模块为51单片机，通过判断嵌入式采集模块和ARM硬件平台模块的工作电压来判断其是否正常工作。

嵌入式采集模块还包括校正模块和视频音频合成模块，校正模块的输入端与视频采集模块和音频采集模块连接，校正模块的输出端与视频音频合成模块连接。为了进一步保证唇音同步，视频采集模块和音频采集模块将采集完的信息发送给校正模块，由校正模块对其进行起始时间的校正。例如，开始采集视频的时间为12分50秒，开始采集音频的时间为13分00秒，两者相差10秒钟，则校正模块去掉视频信息的前10秒钟，则视频音频合成模块将从13分00秒开始进行音频和视频的合成。根据一个优选的实施方式，开始采集音频的时间为11分20秒，开始采集视频的时间为11分30秒，则校正模块将两者采集的起始时间均设为11分30秒，则视频音频合成模块将从11分30秒开始进行音频和视频的合成。校正模块可为微控制单元MCU，或者通过软件模块来实现。采集视频和音频的起始时间通过嵌入式采集模块内部的与音频采集模块和视频采集模块连接的计时器获得。

经过校正模块对视频和音频的起始采集时间进行校正后，分别输出到视频音频合成模块进行合成。合成后的视频音频数据通过嵌入式采集模块的多个接口分别发送到ARM硬件平台、数据传输模块、显示切换控制模块中进行处理。

具体的，通过连接到数据传输模块的网络信号，把音频视频信息传输到局域网或互联网上，实现信息的远程传输。或者，发送到存储模块中，在硬盘上实现可擦写的备份，在光盘上实现不可擦写的存储。或者，发送到显示切换模块，通过显示切换控制模块把视频切换到显示设备上进行显示。或者，发送到ARM硬件平台，在ARM硬件平台中通过应用软件可以调用嵌入式采集模块发送的音视频数据，并且可以和ARM硬件平台外设获取的数据，进行二次合成处理，除音视频数据外，嵌入式采集模块还向ARM硬件平台发送嵌入式采集模块的工作状态。

将音频和视频合成后编码的数据通过MPEG-TS、MP-4格式封装进行硬盘存储。硬盘与光盘的同步存储，其原理是透过顺序逻辑执行先启动光驱部分，对光盘进行有效性检测，并对光盘进行格式化，格式化成功后，通知音视频TSMUX封装，对传输的音视频进行封装打包，封装为MPEG-TS格式的二进制数据，通过缓冲、多线程以及信号量控制的方式，将数据同时写入光盘与硬盘。

同步录音录像设备还包括与嵌入式采集模块和ARM硬件平台连接的切换控制模块，切换控制模块包括显示切换控制模块和输入切换控制模块。显示切换控制模块和输入切换控制模块分别用于切换嵌入式采集模块和ARM硬件平台的显示和输入。其中显示切换控制模块的输入端连接嵌入式采集模块和ARM硬件平台，其输出端与内部显示模块和外部显示模块连接。输入切换控制模块的输入端连接手动输入模块，其输出端与嵌入式采集模块和ARM硬件平台电连接。内部显示模块为液晶显示器或LED显示屏，外部显示模块为通过VGA接口与嵌入式采集处理模块连接的笔记本电脑、台式电脑的显示设备。手动输入模块为键盘、鼠标、液晶触摸屏。因此，嵌入式采集模块可以共用包括显示器、鼠标和键盘在内的交互装置。

切换控制模块包括单片机微机电路C8051、USB分配芯片FE1.1s电路、EP9142芯片电路和TSUMV59芯片电路。单片机微机电路C8051用于控制选择USB切换、VGA显示或HDMI显示。单片机微机电路C8051包括ADC模块、存储模块和控制输出模块，前述模块可以是硬件实体或软件模块。

显示切换系统和输入切换系统是同时联动的。当切换至嵌入式采集模块时，鼠标键盘连接到嵌入式采集模块输入接口，内部显示模块和外部显示模块连接到嵌入式采集模块输出接口。鼠标键盘对嵌入式采集模块的操作直接显示在内部或外部显示模块。当切换至ARM硬件平台时，鼠标键盘连接到ARM硬件平台输入接口，内部显示或外部显示连接到ARM硬件平台输出接口。鼠标键盘对ARM硬件平台的操作直接显示在内部、外部显示模块。除此外ARM硬件平台在应用程序上可以显示嵌入式采集模块工作状态，并且对嵌入式采集模块发送各种控制指令。

USB分配芯片FE1.1s以及USB切换电路的作用是将嵌入式系统的USB进行分配，从而解决嵌入式系统USB数量少的问题。嵌入式采集模块中所分配出来的一个USB输出连接至C8051的切换电路上。

EP9142芯片电路支持自适应HDMI分辨率的分配输出，完成对嵌入式系统的HDMI输出进行分配。TSUMV59芯片电路包括1路HDMI输入、1路VGA输入和1路LVDS显示输出。C8051与TSUMV59芯片电路是连接在一起的，从而完成了显示切换模式的功能。

根据一种优选的实施方式，同步录音录像设备设置有至少一个与嵌入式采集模块电连接的内置摄像设备和通过SDI接口或网络接口连接至嵌入式采集模块的外置摄像设备。内置摄像设备的数量可根据实际情况设置为两个、三个或四个。外置摄像设备为摄像机、微型摄像头、录像机等。同步录音录像设备还包括通过RCA接口或3.5音频接口与嵌入式采集模块连接的音频输入设备和音频输出设备。其中音频输入设备为拾音器，音频输出设备为扩音器和耳机

根据一种优选的实施方式，ARM硬件平台设置有至少一个用于与外部硬件设备连接的USB接口。外部硬件设备为传真机、身份证扫描仪、打印机和高拍仪中的至少一种。嵌入式采集处理模块设置有用于与外部存取设备连接的外部USB接口。外部存取设备为U盘或可移动硬盘。录音录像设备还设置有用于连接网络的LAN接口，在没有无线路由的情况下，可通过有线的方式连接到网络。

根据一种优选的实施方式，同步录音录像设备还内置有与嵌入式采集模块无线通信的温度传感器和湿度传感器。并且通过嵌入式采集模块可选择地将实时工作温度和湿度显示在显示设备上。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本实用新型公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本实用新型的公开范围并落入本实用新型的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本实用新型说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本实用新型的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种嵌入式与ARM平台混合同步录音录像设备，包括用于采集音视频信号的嵌入式采集模块和数据传输模块，其特征在于，所述设备还包括ARM硬件平台和故障检测模块，其中

所述ARM平台主要指安装Linux系统和安卓系统平台，

所述ARM硬件平台与所述嵌入式采集模块通信连接，所述嵌入式采集模块包括视频采集模块、音频采集模块和同步采集模块，所述同步采集模块与所述音频采集模块和所述视频采集模块电连接；

所述故障检测模块与所述嵌入式采集模块和所述ARM硬件平台电连接，并与所述数据传输模块以无线和/或有线的方式连接，其中，所述数据传输模块与所述嵌入式采集模块通信连接。

2.如权利要求1所述的同步录音录像设备，其特征在于，所述嵌入式采集模块还包括校正模块和视频音频合成模块，所述校正模块的输入端与所述视频采集模块和所述音频采集模块连接，所述校正模块的输出端与所述视频音频合成模块连接。

3.如权利要求2所述的同步录音录像设备，其特征在于，所述设备还包括与所述嵌入式采集模块和所述ARM硬件平台连接的切换控制模块，所述切换控制模块包括显示切换控制模块和输入切换控制模块，其中

所述显示切换控制模块的输入端连接所述嵌入式采集模块和所述ARM硬件平台，其输出端与内部显示模块和外部显示模块连接；

所述输入切换控制模块的输入端连接手动输入模块，其输出端与所述嵌入式采集模块和所述ARM硬件平台电连接。

4.如权利要求3所述的同步录音录像设备，其特征在于，所述数据传输模块内置有线数据传输模块和/或无线数据传输模块，所述无线数据传输模块为WIFI模块、ZIGBEE模块、蓝牙模块和/或WBEE模块。

5.如权利要求4所述的同步录音录像设备，其特征在于，所述设备还包括与所述嵌入式采集模块连接的用于存储视频、音频信息的存储模块，所述存储模块为光驱、硬盘、闪存、光盘和磁盘中的至少一个。

6.如权利要求5所述的同步录音录像设备，其特征在于，所述设备设置有至少一个与所述嵌入式采集模块电连接的内置摄像设备和通过SDI接口或网络接口连接至所述嵌入式采集模块的外置摄像设备，所述设备还包括通过RCA接口或3.5音频接口与所述嵌入式采集模块连接的音频输入设备和音频输出设备，其中音频输入设备为拾音器，所述音频输出设备为扩音器和耳机。

7.如权利要求1至6之一所述的同步录音录像设备，其特征在于，

所述ARM硬件平台设置有至少一个用于与外部硬件设备连接的USB接口，所述外部硬件设备为传真机、身份证扫描仪、打印机和高拍仪中的至少一种；

所述嵌入式采集处理模块设置有用于与外部存取设备连接的外部USB接口，外部存取设备为U盘或可移动硬盘。

8.如权利要求7所述的同步录音录像设备，其特征在于，所述设备还内置有与所述嵌入式采集模块无线通信的温度传感器和湿度传感器。

9.如权利要求8所述的同步录音录像设备，其特征在于，所述内部显示模块为液晶显示器或LED显示屏，所述外部显示模块为通过VGA接口与所述嵌入式采集处理模块连接的笔记本电脑、台式电脑的显示设备。

10.如权利要求9所述的同步录音录像设备，其特征在于，所述手动输入模块为键盘、鼠标、液晶触摸屏。