CN101137008A

CN101137008A - 一种将位置信息隐藏于视频、音频或图的摄像装置及方法

Info

Publication number: CN101137008A
Application number: CNA2007100699355A
Authority: CN
Inventors: 裘炅
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-07-11
Filing date: 2007-07-11
Publication date: 2008-03-05

Abstract

本发明涉及到一种获取GPS信息，并隐藏于所录制视频、音频的对应帧或所拍摄图像中的摄像系统，装置包括：中央控制器(100)，GPS接收单元(200)，音、视频输入单元(300)，显示单元(400)，传输单元(500)，存储单元(600)和操作单元(700)。中央控制器(100)自动读取GPS接收单元中的经度、纬度、高程、磁位、时间等信息，并将这些信息以文本数字水印或信息隐藏方式内嵌于视频、音频的对应帧或图像中。在视频文件播放或图像文件浏览时，能直接从文件中获得该帧或图像的GPS经度、纬度、高程、磁位、时间等信息，用于地图对照式的播放、帧对应翻看及地图逐段反查。

Description

一种将位置信息隐藏于视频、音频或图的摄像装置及方法

技术领域

本发明涉及摄像机、智能手机、数码相机，尤其涉及将利用GPS(Global positioningSystem，全球定位系统)进行摄像时的将全球定位信息和拍摄图像、音视频一起记录的摄像机。

背景技术

GPS是通过接收来自多个移动卫星的电波，能在地球上任意位置上测量接收点的三坐标位置(纬度、经度等)的测位系统。过去，有将GPS装置与摄像装置相连的发明，但是其GPS信息与照片、视音频信息的存放是独立的，通过文件名、帧数或时间戮等作为索引来同步二部分信息，这存在以下问题：

1、通过外部索引文件来同步GPS信息和视音频(或照片)信息，如果外部索引文件被修改，则无法得到视音频同步的GPS信息，或得到错误的GPS信息；

2、如果视音频信息被剪辑(如crop)之后，外部索引文件无法完全对照到；

3、如果视音频文件更名后，同步信息也可能会失效；

4、列出了大量的外部文件，管理很困难；

5、很难得到高精度的视音频GPS对应，对于特殊应用，要求视频帧率很高，GPS要求很高，比如快速飞行器记录，这种方式不可行。

发明内容

本发明的目的在于提供一种获取GPS信息，并隐藏于所录制视频、音频的对应帧或所拍摄图像中的摄像系统及信息嵌入方法。

为了达到所述目的，本发明提供了一种将GPS信息隐藏于视频或图像的摄像系统，该摄像系统包括中央控制器，GPS接收单元，音、视频输入单元，显示单元，传输单元，存储单元和操作单元；其中中央控制器与所述的这些部件连接，用于获取GPS信息，用于接收音、视频数据的输入，数据处理，用于显示GPS信号强度提示、拍摄位移速度指示、信息隐藏和视音频数据或图像的显示，用于数据的存储操作、传输，并接受用户操作和设置；其中GPS信号提示器、位移指示器和加密强度指示器是显示单元的一部分，显示单元用于显示正在录制或已录制的视频音频或图像，同时通过GPS信号显示器显示GPS信号的强弱程度，在录制和播放时自动通过位移指示器显示拍摄路径和拍摄速度，通过加密强度指示器显示用户设置的GPS信息加密的强度。

本发明的另一方案是提供一种将GPS信息隐藏于所录制视频、音频的对应帧或所拍摄图像中的方法，它包括下列步骤：从音、视频输入单元(300)获取每一帧视频和音频数据包，或获取拍摄的图像；从GPS接收单元(200)获取当前GPS信息，根据GPS卫星数和信息质量显示GPS信息的强弱程度，并记录到GPS记录队列中；对GPS位移进行路径和速度的计算，并显示；读取系统设置中的GPS信息加密强度，对GPS信息进行加密处理；将GPS信息和加密强度信息嵌入到视频、音频或图像中，保存在存储单元的一个文件中。

在视频文件播放或图像文件浏览时，能直接从文件中获得该帧或图像的GPS经度、纬度、高程、磁位、时间等信息，用于地图对照式的播放、帧对应翻看及地图逐段反查。

本发明的目的在于提供一种在利用GPS测位的摄像时将其位置信息和拍摄图像一起记录的摄像机，获得GPS模块中的经度、纬度、高程、磁位、时间等信息，并将这些信息以文本水印或信息隐藏方式内嵌于视频或音频数据中。

本发明的另一目的在于播放相关的视频时，能直接从相关帧数据中获得GPS经度、纬度、高程、磁位、时间等信息，用于地图对照式的播放、帧对应翻看及地图逐段反查。

本发明的另一目的在于提供一种在利用GPS测位的摄像时，将其GPS信息嵌入到视音频(或图像)中，并存放在记录媒体上的摄像机，即使在大楼背面和室内等不能获得GPS信息的情况下，也能把最近的一次GPS信息记录在视音频媒体上。

本发明的再一个目的在于提供一种在利用GPS测位的拍摄时将其位置信息和拍摄图像一起记录在记录媒体上的摄像机，在室内等不能用GPS测位的地方拍摄时能发出旨在说明不能正确测位的警告，提醒使用者注意。

根据本发明，实现了将GPS信息直接存储于视频音频文件或图像文件中，一方面不影响视频音频和图像的文件格式，文件的原先播放或浏览等操作不受影响；另一方面不影响视频音频和图像的质量，再一方面可实现视频音频和图像可根据GPS信息中的经度、纬度、高程、磁位等信息进行检索，提高了数据的利用效率。这一模式使得GPS信息与媒体信息使用、管理更简便，可以更好地实现信息的一致性。

而且在装置或配套软件中视频音频文件格式转化和图像文件格式转化后，以及对视频音频文件剪辑时，不影响原先嵌入的GPS信息，也不影响转化后录像的播放效果和图像的效果。

附图的简要说明

图1是本发明的摄像装置方框图。

图2是本发明的摄像装置第1实施例的方框图。

图3是图2中的主CPU控制过程的拍摄过程的流程图。

图4是图2中的主CPU控制过程的播放过程的流程图。

图5是本发明的摄像装置第2实施例的方框图。

图6是图5中的主CPU控制过程的录制过程的流程图。

本发明的具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。

参见图1，如其中的实施例所示，一种获取GPS信息，并隐藏于所录制视频、音频的对应帧或所拍摄图像中的摄像系统包括：中央控制器(100)，GPS接收单元(200)，音、视频输入单元(300)，显示单元(400)，传输单元(500)，存储单元(600)和操作单元(700)，其中中央控制器(100)与所述的这些部件连接，其中GPS信号提示器(410)、位移指示器(420)和加密强度指示器(430)是显示单元(400)的一部分。

参见图2是涉及本发明的摄像机第1实施例的方框图。该图所示的摄像机，其主要构成部分包括：中央控制器、GPS接收单元、音、视频输入单元(包括镜头、光圈、快门，CCD，A/D转换、麦克风、音频A/D)、显示单元(包括LCD液晶显示)、传输单元(包括视频D/A、音频D/A、USB接口)、存储单元(包括EPROM程序存储器、微硬盘或CF卡)、操作单元(包括录音、定时拍、删除、TV分辨率选取、帧内嵌选项(关键帧、逐帧)、GPS信息加密强度、图像质量、退出等功能)。

镜头是具有由聚焦透镜和变倍透镜等构成的摄影透镜，被摄物的图像光通过摄影透镜、光圈在CCD敏感器件的受光面上成像。该摄影透镜的变焦透镜和聚焦透镜，借助于由视频采集中的变焦驱动器和聚焦驱动器进行移动，来调整变焦倍率和调整焦点。另外，光圈的大小借助于由中央控制器所控制的光圈驱动器来进行调整。

GPS接收单元由UART、蓝牙等传输方式传输到中央控制器中，中央控制器进行GPS信息的处理，分离出UTC时间、经度、纬度、高程、磁位、卫星数等信息，这一方式由中央控制器定时自动进行GPS信息的获取和处理。

在拍摄按钮被半按下时，中央控制器控制视频采集模块来测量离开被摄物的距离，测量被摄物的亮度。然后，根据该距离测量值和变焦倍率等摄影信息来驱动变焦驱动器和聚焦驱动器，调整摄影透镜的变焦倍率和聚点。并且，根据测光值来控制视频采集中的发光灯或红灯传感装置，同时驱动光圈驱动器，调光圈的光量大小。另外，发光灯在被摄物暗的情况下被点亮。

CCD传感器把用摄影透镜在受光面上成像的图像光变换成电信号(图像信号)。该模拟信号经过A/D转换后，生成数字信号，输入到中央控制器中。

其拍摄过程的实施方式如图3所示，摄像机开机后，调节进入拍摄模式，中央控制器进行拍摄部件的初始化，如自动对焦等，同时自动获取和处理GPS信息，如GPS信息为有效，则根据GPS卫星数和信号质量显示单元显示GPS强弱程度，并将GPS信息放入暂存区，如果GPS信息为无效，则显示单元显示无GPS信息，如果首次无效，则咨询用户是否取上次值，如果2秒内没反应，将获取上次有效的GPS值，直接存入GPS信息暂存区中。

当录像拍摄或中途照片拍摄时，自动记录视频和音频，并保持同步，从硬件设置区获取是关键帧还是每一帧保存GPS信息的设置，判断是否为需要存入GPS信息的帧，如果是，则从GPS信息暂存区中获取GPS信息，按信息隐藏置入帧的音频或视频中，按一定的压缩方式保存成录像或图片。

拍摄或照片拍摄时，从视频A/D和音频A/D中获取每一帧视频和音频数据包，或获取拍摄的图像；从GPS接收单元获取当前GPS信息，根据GPS卫星数和信息质量在LCD液晶显示器中显示GPS信息的强弱程度，并记录到GPS记录队列中；对GPS位移进行路径和速度的计算，并在LCD液晶显示器中显示；从EPROM或EEPROM中读取系统设置中的GPS信息加密强度，对GPS信息进行加密处理；将GPS信息和加密强度信息嵌入到视频、音频或图像中，保存在微硬盘或CF卡的一个文件中。

拍摄结束，则保存完毕。

其播放过程的流程图如图4所示，当选择一段视频音频文件进行播放时，关闭GPS信息的强弱程度显示，对视频、音频的每一帧进行处理，当帧中包含GPS信息的，需要通过密码验证GPS信息的完整性，通过加密强度选择解密方法，对GPS信息解密；从GPS信息中获取经纬度坐标，在LCD液晶屏上显示路径，并显示大致的速度信息；播放暂停时对当前位置在路径上进行闪动；高级配置中LCD液晶屏为触摸式的，通过移动式GIS中在路径上点击来获得对应的帧视频；播放结束则关闭路径显示和速度显示。

图5是涉及本发明的摄像机第2实施例的方框图。该图所示的摄像机，其主要构成部分包括：中央处理器、音、视频输入单元(外部摄像机接口)、GPS接收单元、显示单元(LCD液晶显示器和LED显示灯)、存储单元(包括EPROM程序存储器、微硬盘或CF卡)、传输单元(包括视频D/A、音频D/A、USB接口)，其中第2实施例中的最小配置中可以不包括传输单元，显示单元可以只是LED显示灯。

GPS信息由UART、蓝牙等传输方式传输到中央处理器中，中央处理器进行GPS信息的处理，分离出UTC时间、经度、纬度、高程、卫星数等信息，这一方式由中央处理器空闲时自动进行信息的获取和处理。

中央处理器在常规录像机拍摄输出信息时，自动记录所传输过来的音频和视频信息。

其拍摄过程的实施方式如图6所示，开机后中央处理器自动获取和处理GPS信息，如GPS信息为有效，则根据GPS卫星数和信号质量显示单元显示GPS强弱程度，并将GPS信息放入暂存区，如果GPS信息为无效，则显示单元显示无GPS信息，如果首次无效，则咨询用户是否取上次值，如果2秒内没反应，将获取上次有效的GPS值，直接存入GPS信息暂存区中。

当中央处理器检测到外部音频/视频后，记录外部音频和视频；从GPS接收单元获取当前GPS信息，如果有LCD液晶显示器，则根据GPS卫星数和信息质量在LCD液晶显示器中显示GPS信息的强弱程度，并记录到GPS记录队列中；对GPS位移进行路径和速度的计算，如有LCD液晶显示器，则在LCD液晶显示器中显示；从EPROM或EEPROM中读取系统设置中的GPS信息加密强度，对GPS信息进行加密处理；将GPS信息和加密强度信息嵌入到视频、音频或图像中，保存在微硬盘或CF卡的一个文件中。

外部音频/视频结合后，CPU自动保存好录像文件。

Claims

1.一种获取GPS信息，并隐藏于所录制视频、音频的对应帧或所拍摄图像中的摄像系统，该摄像系统包括：中央控制器(100)，GPS接收单元(200)，音、视频输入单元(300)，显示单元(400)，传输单元(500)，存储单元(600)和操作单元(700)，其中中央控制器(100)与所述的这些部件连接，其中显示单元(400)包括GPS信号提示器(410)、位移指示器(420)和加密强度指示器(430)，其特征在于：

中央控制器(100)，用于获取GPS信息，用于接收音、视频数据的输入，数据处理，用于显示GPS信号强度提示、拍摄位移速度指示、信息隐藏和视音频数据或图像的显示，用于数据的存储操作、传输，并接受用户操作和设置；

GPS接收单元(200)，用于接收GPS信息，包括经度、纬度、高程、磁位、时间、卫星数、拍摄角度；

音、视频输入单元(300)，可以是集成的摄像模块，也可以是外部摄像装置的接口，用于获取录像的视频信息和录音的音频信息；

显示单元(400)，显示正在录制或已录制的视频音频或图像，同时通过GPS信号显示器(410)显示GPS信号的强弱程度，在录制和播放时自动通过位移指示器(420)显示拍摄路径和拍摄速度，通过加密强度指示器(430)显示用户设置的GPS信息加密的强度；

传输单元(500)，用于传输视频音频文件和图像文件；

存储单元(600)，用于存储视频音频文件和图像文件；

操作单元(700)，用于用户进行文件删除、系统参数设置。

2.如权利要求1所述的摄像系统，GPS信号显示器(410)显示GPS信号，强弱程度根据卫星数和信号质量进行显示，可根据用户设置的GPS参数，显示经纬度。

3.如权利要求1所述的摄像系统，位移指示器(420)显示录制和播放过程的拍摄路径和拍摄速度，拍摄路径只显示当前拍摄段的路径；拍摄速度只有在获取二个有效的不同GPS经纬度信息后才显示。

4.如权利要求1所述的摄像系统，可根据不同的安全等级，设置不同的GPS信息加密强度。

5.一种将GPS信息隐藏于所录制视频、音频的对应帧或所拍摄图像中的方法，该方法包含下列步骤：

从音、视频输入单元(300)获取每一帧视频和音频数据包，或获取拍摄的图像；

从GPS接收单元(200)获取当前GPS信息，根据GPS卫星数和信息质量显示GPS信息的强弱程度，并记录到GPS记录队列中；

对GPS位移进行路径和速度的计算，并显示；

读取系统设置中的GPS信息加密强度，对GPS信息进行加密处理；

将GPS信息和加密强度信息嵌入到视频、音频或图像中，保存在存储单元(600)的一个文件中。

6.如权利要求5所述的方法，其中保存的视频音频文件播放时不影响原先的文件格式和质量，即人眼看不出任何区别，而且不影响录制的视频数据的正常播放。

7.如权利要求5所述的方法，其中保存的视频音频文件播放时，可从GPS信息嵌入帧的视频和音频数据包中获得GPS信息，同时记录到GPS队列中，对位移进行路径和速度的计算，并结合播放同步显示；路径结合计算机GIS软件，可完整地显示拍摄路径。

8.如权利要求5所述的方法，其中保存的图像文件在浏览时，获得GPS信息，并显示GPS经纬度信息；结合计算机GIS软件，可完整地定位到相关位置。

9.如权利要求5所述的方法，其中保存的视频音频文件、图像文件，在格式转换时，嵌入的GPS信息仍然保留；视频音频文件在剪辑后不影响嵌入的GPS信息。

10.可以根据输入的GPS信息检索到该位置或附近的视频音频片段和图像文件。