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(zhǔn)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(zé)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(zāi)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(fù)擔(dān)，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(dá)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(yīng)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(jìn)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(jìn)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。可選模式有：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(biāo)準(zhǔn)H．264編碼，視頻文件輸出格式有AVI、MOV、ASF、MP4、WMV等格式，默認(rèn)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(jìn)行。單獨拍照時，照片分辨率可達(dá)500萬像素。低照度在小于0．11x情況下可借助紅外LED進(jìn)行拍攝。
2．2 音頻采集
    音頻信號由麥克風(fēng)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(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制(ADPCM)進(jìn)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(jìn)行錄制，同時也可將聲音對上述設(shè)備進(jìn)行輸出。

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?jǐn)z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(dāng)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(jìn)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(fù)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(yīng)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。

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(jìn)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(jìn)行操作，即沒有按錄像／錄音鍵或拍照鍵，系統(tǒng)自動進(jìn)入主菜單。操作者可以通過主菜單進(jìn)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(yīng)功能鍵，如拍照鍵直接進(jìn)入拍照模式，照片文件直接存入所放進(jìn)的SD或MMC卡中，當(dāng)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(lán)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(yuǎn)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。