基于SPCA1527A的便攜式現(xiàn)場執(zhí)法記錄儀
摘要:針對執(zhí)法機構(gòu)對現(xiàn)場執(zhí)法過程記錄的需要,基于SPCA1527A主控芯片,設(shè)計了一種便攜式現(xiàn)場執(zhí)法記錄儀。其具有錄像、錄音、拍照、存儲等功能,能實時記錄現(xiàn)場執(zhí)法情況,提供真實有力的現(xiàn)場證據(jù)。
關(guān)鍵詞:現(xiàn)場記錄儀:執(zhí)法;SPCA1527A;視頻采集:音頻采集
0 引言
在現(xiàn)代社會,城市文明的創(chuàng)建和和諧社會的發(fā)展離不開公安、工商和城管等執(zhí)法機構(gòu)對社會各部門的巡檢工作,然而,執(zhí)法中糾紛和沖突事件時有發(fā)生,既影響執(zhí)法部門的形象,也不利于營造和諧的執(zhí)法環(huán)境。本文設(shè)計的現(xiàn)場執(zhí)法記錄儀,是一種執(zhí)法專用的專業(yè)攝錄設(shè)備,可以實時、全面、準確地記錄執(zhí)法人員現(xiàn)場執(zhí)法的情況,從而有效避免惡意投訴,減少輕率的法律訴訟,為追究暴力抗法行為的刑事責任提供有效證據(jù),適用于公安、交警、城管、司法、檢察、消防、工商、電力、水務(wù)、煙草、搶險救災等各個執(zhí)法部門。
本文所設(shè)計的現(xiàn)場執(zhí)法記錄儀采用可調(diào)肩掛式一體化便攜結(jié)構(gòu),主機和攝像頭一體化設(shè)計,佩戴在肩部或胸前,可180度旋轉(zhuǎn)和調(diào)節(jié)攝像頭。事先完成系統(tǒng)設(shè)置后,一鍵操作即可記錄現(xiàn)場執(zhí)法情況,既不增加執(zhí)法人員負擔,也不影響執(zhí)法人員的其他工作。此記錄儀既適用于專業(yè)執(zhí)法,也可以推廣到民用場合作為音像記錄設(shè)備。
1 系統(tǒng)總體設(shè)計
系統(tǒng)采用凌嘉SPCA1527A主控芯片,該芯片是專業(yè)攝(錄)像和照相芯片,可提供高質(zhì)量音視頻攝(錄)制和PMP多媒體播放兩大類功能,其分辨率、幀率等參數(shù)均優(yōu)于其他非專業(yè)芯片,主控頻率達800MHz,嵌入Linux2.6.31-6操作系統(tǒng),系統(tǒng)運行速度快、性能可靠,滿足現(xiàn)場執(zhí)法記錄儀數(shù)碼攝像、數(shù)碼照相、數(shù)碼錄音等功能的基本要求。
采用工業(yè)級OV7725封閉式一體化攝像頭模組,可以適合于各種高溫、低溫、干燥、潮濕等外部環(huán)境;內(nèi)部采用雙通道CMOS圖像傳感器濾光片,以適應白天和夜間都能清晰拍攝的需要。
動態(tài)隨機存儲器(SDRAM)采用的是三星64MB的K4S641632K芯片,可以與CPU時鐘同步,能夠進行動態(tài)數(shù)據(jù)存儲,隨機讀取指定地址數(shù)據(jù)。
2 系統(tǒng)主要功能與特點
2.1 視頻采集
系統(tǒng)可進行影音同步錄制,也可單獨錄像或錄音。視頻錄制可選多種模式,根據(jù)需求選擇不同分辨率及幀率??蛇x模式有:1)高清720p模式,1280 720,30幀/秒;2)VGA模式,640 480,60幀/秒;3)D1模式720 480,30幀/秒。視頻采用標準H.264編碼,視頻文件輸出格式有AVI、MOV、ASF、MP4、WMV等格式,默認為AVI格式,能夠直接輸出到任何NTSC、PAL制式顯示設(shè)備上,配有專用USB接線將視頻存儲到PC上。視頻采集過程可以采用分段錄像、定時錄像、循環(huán)錄像等方式進行。單獨拍照時,照片分辨率可達500萬像素。低照度在小于0.11x情況下可借助紅外LED進行拍攝。
2.2 音頻采集
音頻信號由麥克風輸入,通過外部放大器和單聲道PMW數(shù)模轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)音頻采集。采用自適應差分脈沖編碼調(diào)制(ADPCM)進行音頻的編解碼,采樣頻率分別為:8kHz、11kHz、16kHz、22kHz、32kHz、44kHz、48kHz。系統(tǒng)硬件有AV/IN端口,可通過該端口接入NTSC、PAL制式的任何影音設(shè)備(CMOS/CCD攝像頭,DVD,電視等等)的輸入信號并進行錄制,同時也可將聲音對上述設(shè)備進行輸出。
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3 硬件設(shè)計
3.1 音視頻攝錄功能實現(xiàn)
凌嘉SPCA1527是一個低成本的片上系統(tǒng),擁有一套完整的數(shù)字攝像系統(tǒng)。在視頻上,它嵌入了凌陽高質(zhì)量圖像處理工具,擁有高速JPEG解碼和廣泛的外圍接口,實現(xiàn)了低成本的DSC(Dynamic Stability Control,動態(tài)穩(wěn)定控制系統(tǒng))。凌嘉SPCA1527支持當前的多種流行的CCD,色彩處理上支持RGB和YCbCr兩種格式。
本系統(tǒng)采用CMOS圖像傳感器OV7725進行視頻采集,可直接將光信號轉(zhuǎn)換為模擬電流信號,電流信號經(jīng)過放大和模數(shù)轉(zhuǎn)換,實現(xiàn)圖像的獲取、存儲、傳輸、處理和復現(xiàn)。OV7725具有體積小、功耗小、抗沖擊與震動等優(yōu)點,其總體性能穩(wěn)定、靈敏度高、噪聲低、動態(tài)范圍大且響應逮度快,有自掃描功能,圖像畸變小、無殘像。OV7725支持多種輸出模式,主要為RGB565/555/444、GRB422及YCbCr422格式。OV7725采集的數(shù)字視頻信號,傳給SPCA1527主控芯片。OV7725與主控芯片的接線圖如圖2和圖3所示。
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3.2 存貯器
儲存器K4S641632K芯片與SPCA1527A直接連接,電路原理圖分別如圖2和圖4所示。
4 軟件設(shè)計
該軟件基于Linux2.6.31-6嵌入式系統(tǒng),運用C++語言實現(xiàn),程序流程圖如圖5所示。
程序流程如下:打開系統(tǒng)手持設(shè)備,系統(tǒng)先進行自檢,然后初始化,該過程設(shè)定時間為2s。如沒有對系統(tǒng)按鍵進行操作,即沒有按錄像/錄音鍵或拍照鍵,系統(tǒng)自動進入主菜單。操作者可以通過主菜單進行功能選擇,如視頻回放、照片瀏覽、刪除文件、攝像或拍照模式選擇、功能設(shè)置等。開機后也能通過按下相應功能鍵,如拍照鍵直接進入拍照模式,照片文件直接存入所放進的SD或MMC卡中,當卡滿后,系統(tǒng)自動停止拍攝。
5 結(jié)束語
本文設(shè)計的現(xiàn)場執(zhí)法記錄儀可以滿足執(zhí)法機構(gòu)對現(xiàn)場執(zhí)法過程中聲像記錄的基本需要,能夠有效配合有關(guān)部門執(zhí)法,減小執(zhí)法爭議。為了使系統(tǒng)更加適合實際運用,汁劃在下一步開發(fā)過程中,完善以下幾個方面的功能:加入藍牙模塊,實現(xiàn)無線對講功能;增加無線收發(fā)模塊,實現(xiàn)無線上網(wǎng)、緊急呼叫、遠程監(jiān)視等功能。本文對其它民用聲像記錄儀,如車載聲像記錄儀的開發(fā)具有一定的參考價值。