CN101272456A - 定位导航信息与图像信息融合的便携式数字拍摄系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种定位导航信息与图像信息融合的便携式数字拍摄系统，其特点是将接收到的定位导航信息与拍摄到影像信息结合起来，通过数字图像信息与定位数据信息的数字信号处理器进行一体化综合数据信息融合处理后存储到存储器中，通过接口电路输出和显示成像。它可以将位置、时间、地点写入到影像信息当中，在拍摄的同时实时记录显示该系统的地点、时间、位置信息。还可以利用便携式数码照相机或数码摄像机的自身显示器，结合定位导航信息，配合相应电子地图，在显示器上实现道路交通的导航和地点查询。

Description

定位导航信息与图像信息融合的便携式数字拍摄系统
技术领域
本发明涉及电子器材、数字家电、导航定位、电子成像等领域。是一种定位导航信息与图像信息融合的便携式数字拍摄系统。
背景技术
手机、便携式数码照相机或数码摄像机，已经广泛普及到日常生活领域，成为日常工作和出行的常备品。携带手机、便携数码照相机或数码摄像机出行，除了拍摄图片和录像之外，使用者往往希望在拍摄图片和录像同时，留下拍摄的图像中含有地点、时间、位置信息作为之后回忆、查证或说明的依据。此外希望便携数码照相机或数码摄像机附加道路交通的导航和地点查询的信息。现有的便携数码照相机或数码摄像机并不具备这种功能。
发明内容
为了实现定位导航功能与便携式数字拍摄装置功能结合，本发明提出一种定位导航信息与图像信息融合的便携式数字拍摄系统。
为了实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：一种定位导航信息与图像信息融合的便携式数字拍摄系统，包括便携式数字拍摄装置和将获取的定位信息显示到该便携式数字拍摄装置的显示屏上的定位信息接收机。
该定位信息接收机有GPS接收机功能、伽利略接收机、或地面定位接收机功能或者集成有GPS接收功能、北斗接收机功能、伽利略接收功能及地面定位接收机功能中的一种或者多种功能的接收机功能。
该便携式数字拍摄装置是便携式数码相机或便携式数码摄像机。
该定位导航信息与图像信息融合的便携式数字拍摄系统还包括定位解算及图像数字信号处理器，所述定位解算及图像数字信号处理器对所述定位信息接收机得到的定位信息进行处理并存储、输出到接口电路和/或显示到该便携式数字拍摄装置的显示屏上；
或所述定位解算及图像数字信号处理器对所述便携式数字拍摄装置得到的图像数据进行处理，并存储、输出到接口电路和/或显示到该便携式数字拍摄装置的显示屏上；
或所述定位解算及图像数字信号处理器对所述定位信息接收机得到的定位信息和所述便携式数字拍摄装置得到的图像数据进行融合处理，得到一体化信息，并存储、输出到接口电路和/或显示到该便携式数字拍摄装置的显示屏上。。
该定位导航信息与图像信息融合的便携式数字拍摄系统还包括定位与图像数据寄存器，所述定位与图像数据寄存器存储所述定位信息接收机得到的定位信息，所述便携式数字拍摄装置得到的图像数据，和/或所述定位解算及图像数字信号处理器输出的一体化信息。
所述便携式拍摄装置依次包括镜头、图像信号处理电路、转换和显示器，所述定位解算及图像数字信号处理器分别与所述定位信息接收机、所述便携式拍摄装置的转换以及显示器连接。
该定位解算及图像数字信号处理器、该定位与图像数据寄存器内置于该定位信息接收机内，所述定位解算及图像数字信号处理器通过接口电路与所述便携式数字拍摄装置连接。
该定位解算及图像数字信号处理器、该定位与图像数据寄存器内置于该便携式数字拍摄装置内，所述定位解算及图像数字信号处理器通过接口电路与所述定位信息接收机连接。
该定位解算及图像数字信号处理器与该定位与图像数据寄存器制作成一个独立模块，该独立模块通过接口电路分别与该便携式数字拍摄装置、该定位信息接收机交换处理数据。
该定位导航信息与图像信息融合的便携式数字拍摄系统中内置有电子地图，将定位信息接收机得到的定位信息配合相应的电子地图，通过便携式数字拍摄装置的显示屏进行显示。
该定位信息接收机中的1pps端口数据作为该定位导航信息与图像信息融合的便携式数字拍摄系统的时间同步时钟。
在该定位解算及图像数字信号处理器内具有加密防止修改数据功能。
本发明具有以下优点：
a.利用本发明，即定位导航信息与图像信息融合的便携式数字拍摄系统，在拍摄图片和录像同时，留下拍摄地点、时间、位置信息作为之后回忆、查证或说明的依据。
b.利用便携式数码照相机或数码摄像机的自身显示器，结合定位导航信息，配合本发明装置中相应电子地图，实现道路交通的导航和地点查询信息。现有的携带数码照相机或数码摄像机也不具备这种功能。
c.可以实现定位导航信息与图像信息融合的便携式数字拍摄系统中的融合处理三个要素单元的一体化集成，也可以实现融合处理三个要素单元的与定位信息接收机或便携式数字拍摄装置中的嵌入式，还可以实现融合处理三个要素单元组成的独立模块与定位信息接收机或便携式数字拍摄装置分离式连接。
d.本发明的其中一个特点是利用定位信息接收机中的1pps端口，实现比较高精度的图像与地点、位置和时间的信息融合。
e.在定位导航信息与便携式数字拍摄装置图像信息综合的数字信号处理控制器中对其融合处理时进行加密，防止对写入到影像信息当中的位置、时间、地点信息进行修改。
附图说明
图1是定位导航信息与图像信息融合的便携式数字拍摄系统中的一体化集成结构示意图。
图2是定位导航信息与图像信息融合的便携式数字拍摄系统的融合处理三个要素单元制作在定位信息接收机内的结构示意图。
图3是定位导航信息与图像信息融合的便携式数字拍摄系统的融合处理三个要素单元制作在便携式数字拍摄装置内的结构示意图。
图4是定位导航信息与图像信息融合的便携式数字拍摄系统的融合处理三个要素单元可以独立于便携式数字拍摄装置与定位信息接收机之外，制作成一个独立模块的结构示意图。
图1各部分的符号说明如下：
摄影头b11；
图像信号处理电路b12；
模数转换b13；
数据压缩扩展b14；
定位信息接收机的天线a11；
射频前端a12；
定位信息接收机的模数转换a13；
定位信息接收机的接收信号相关器a14；
便携式数字拍摄装置与定位信息接收机共用的定位解算及图像数字信号处理器abc1；
便携式数字拍摄装置与定位信息接收机的一体化定位与图像数据寄存器ab15；
信息数据的接口电路b17。
图2各部分的符号说明如下：
便携式数字拍摄装置b101；
摄影头b11；
图像信号处理电路b12；
模数转换b13；
数据压缩扩展b14；
图像寄存器b15；
接口电路b16；
定位信息接收机a101
天线a11；
射频前端a12；
模数转换a13；
定位信息接收机的接收信号相关器a14；
定位解算及图像数字信号处理器ac1；
定位与图像数据寄存器a15；
接口电路a16。
图3各部分的符号说明如下：
便携式数字拍摄装置b102；
摄影头b11；
图像信号处理电路b12；
模数转换b13；
数据压缩扩展b14；
定位与图像数据寄存器b15；
接口电路b16；
定位解算及图像数字信号处理器bc1；
定位信息接收机a102的天线a11；
射频前端a12；
模数转换a13；
定位信息接收机的接收信号相关器a14；
定位解算数字信号处理器a1；
定位数据寄存器a15；
接口电路a16。
图4各部分的符号说明如下：
便携式数字拍摄装置b10；
摄影头b11；
图像信号处理电路b12；
模数转换b13；
数据压缩扩展b14；
图像寄存器b15；
接口电路b16；
数字信号处理及控制器b1；
定位信息接收机a10的天线a11；
射频前端a12；
模数转换a13；
接收信号相关器a14；
定位解算数字信号处理器a1；
定位数据寄存器a15；
接口电路a16；
独立模块c10；
定位解算及图像数字信号处理器c1；
与定位信息接收机连接的接口电路c11；
定位与图像数据寄存器c12；
输出的接口电路c13。
具体实施方式
定位导航信息与图像信息融合的便携式数字拍摄系统，它主要包含便携式数字拍摄装置和将获取的定位信息显示到该便携式数字拍摄装置的显示屏上的定位信息接收机。在拍摄时，还可将定位信息接收机接收到的定位信息存储、并将定位信息一同显示到该便携式数字拍摄装置的图像上。该定位信息接收机有GPS接收机功能、北斗接收机功能、伽利略接收机功能或其它地面定位接收机功能，或者集成有GPS接收功能、伽利略接收功能以及地面定位接收功能中的一种或者多种功能的接收机功能。所谓地面定位接收机可以是接收手机基站发出的定位信息的接收机，这种信息有时称为简易定位信息，在手机中已被广泛地采用。该便携式数字拍摄装置可以是便携式数码相机或便携式数码摄像机。
定位导航信息与图像信息融合的便携式数字拍摄系统包括定位解算及图像数字信号处理器。当该定位导航信息与图像信息融合的便携式数字拍摄系统作为导航终端使用时，该定位解算及图像数字信号处理器对定位信息接收机得到的定位信息进行处理并存储、输出到接口电路和/或显示到该便携式数字拍摄装置的显示屏上；当该定位导航信息与图像信息融合的便携式数字拍摄系统作为拍摄终端使用时，该定位解算及图像数字信号处理器对便携式数字拍摄装置得到的图像数据进行处理，并存储、输出到接口电路和/或显示到该便携式数字拍摄装置的显示屏上；当该定位导航信息与图像信息融合的便携式数字拍摄系统既作为导航终端使用，又作为拍摄终端使用时，该定位解算及图像数字信号处理器对定位信息接收机得到的定位信息以及便携式数字拍摄装置得到的图像数据进行融合处理，得到一体化信息，并存储、输出到接口电路和/或显示到该便携式数字拍摄装置的显示屏上。
定位导航信息与图像信息融合的便携式数字拍摄系统所述系统中内置有电子地图，可以将定位信息接收机得到的定位信息配合相应的电子地图，通过便携式数字拍摄装置的显示屏进行显示。从而使该定位导航信息与图像信息融合的便携式数字拍摄系统可作为便携式导航终端来使用。
请参阅图1，它是定位导航信息与图像信息融合的便携式数字拍摄系统的第一实施例图。在便携式数码照相机或数码摄像机成像图的基础上，加入定位导航的功能。我们可以使用功能比较强大的数字图像信息与定位数据信息的数字信号处理器控制器芯片，同时进行一体化综合数据信息融合处理，将处理后含有定位、导航、时间、地图信息与图像信息全部及部分内容的一体化图像的数据信息存储在容量较大的寄存器中，然后通过信息数据接口电路输出。
所述系统还包括定位解算及图像数字信号处理器，所述定位解算及图像数字信号处理器对所述定位信息接收机得到的定位信息进行处理并存储、输出到接口电路和/或显示到该便携式数字拍摄装置的显示屏上；
或所述定位解算及图像数字信号处理器对所述便携式数字拍摄装置得到的图像数据进行处理，并存储、输出到接口电路和/或显示到该便携式数字拍摄装置的显示屏上；
或所述定位解算及图像数字信号处理器对所述定位信息接收机得到的定位信息进行处理和所述便携式数字拍摄装置得到的图像数据进行融合处理得到一体化信息，并存储、输出到接口电路和/或显示到该便携式数字拍摄装置的显示屏上。
这里以定位导航信息与图像信息融合的便携式数字拍摄系统中的融合处理的一体化集成为实施例加以说明。在一体化集成时，便携式数字拍摄装置的摄影头b11传感器采集的光信号，经过光电变换电路和模拟处理的图像信号处理电路b12，通过模数转换b13变换为数字信号，再经过数据压缩扩展b14电路，传输到便携式数字拍摄装置与定位信息接收机共用的定位解算及图像数字信号处理器abc1中。定位信息接收机的天线a11将接收到的射频定位信息信号，射频前端a12的下变频的混频、滤波、放大之后，通过模数转换a13变换为数字信号，然后再接收信号相关器a14中进行相关运算，与定位解算及图像数字信号处理器abc1一同实现信号的捕获、跟踪、定位解算。之后信号处理控制器abc1对定位解算及图像数字信号进行融合处理，将一体化信息存入一体化定位与图像数据寄存器ab15中，并通过装置的信息数据接口电路b17输出，同时可以通过显示器b18，对其融合信息进行显示成像。
在其具体应用时，结合利用定位信息数据与电子地图部分信息，构成地点特征信息显示于图像上的有特点的内容。定位信息数据与电子地图部分信息中的数据信息图像结合，选取最能反映包含摄影定位场所的名称或摄影定位场所附近最具代表性特征的名称信息，自动与图像信息进行一体化综合数据信息融合处理，嵌入到图像中。例如在北京天安门广场附近拍摄时，在显示器上和存入图片中，除了显示时间、经纬度之外，配合电子地图信息，显示出“天安门广场”的字样。现有的手机、携带数码照相机或数码摄像机并不具备这种功能。
此外，通过利用便携式数码照相机或数码摄像机的自身显示器，在定位导航信息与图像信息融合的便携式数字拍摄系统中加载电子地图软件，打开本装置的电子地图功能键，通过定位信息接收机接收到的定位信息，可以查询到相应的电子地图，实现道路交通的导航和地点查询信息。现有的携带数码照相机或数码摄像机也不具备这种功能。
在系统装置中，为了做到定位信息与图像信息的准确融合，需要在整个系统信号控制和处理时，对时间和时序同步做出规定。充分利用定位信息接收机比较高精度的定时功能，在定位信息接收机中常带有精确时间输出端口，即1pps端口数据。利用1pps作为时间同步时钟，对整个装置的相关部件和电路进行同步控制和信号处理，在图像信息中比较准确的嵌入时间和地点信息。
在一些特殊场合，如警察、勘探等部门应用时，定位导航信息与图像信息融合的便携式数字拍摄系统记录的内容不希望被修订和改变，为此在定位导航信息与便携式数字拍摄装置的定位解算及图像信息数字信号处理器中对其融合处理进行加密，防止对写入到影像信息当中的位置、时间、地点信息进行修改。
这种定位信息与图像信息融合的便携式数字拍摄装置包括但不限于以下融合处理三个要素单元：第一，该装置的定位解算及图像信息数字信号处理器；第二，该装置的信息一体化的数据寄存器；第三，该装置的接口电路。
图1是将定位信息与图像信息融合的便携式数字拍摄装置中的融合处理三个要素单元的一体化集成的实施例。
定位信息接收机与便携式数字拍摄装置的一体化集成，在定位解算及图像信息数字信号处理器abc1中，对便携式数字拍摄装置的图像信息与定位信息接收机的数据信息进行一体化综合数据信息融合处理，并将一体化信息寄存于ab15，通过接口电路b17输出同时可以通过显示器b18，对其融合信息进行显示。
请参阅图2，它是定位信息与图像信息融合的便携式数字拍摄装置的第二实施例，既融合处理三个要素单元制作在定位信息接收机内的实施例。
融合处理三个要素单元制作在定位信息接收机内时，包括便携式数字拍摄装置b101的摄影头b11，图像信号处理电路b12，模数转换b13，数据压缩扩展b14，图像寄存器b15，接口电路b16；定位信息接收机a101的天线a11，射频前端a12，模数转换a13，接收信号相关器a14，定位解算及图像数字信号处理器ac1，寄存器a15，接口电路a16。定位导航信息与便携式数字拍摄装置的定位解算及图像信息数字信号处理器、及相应的数据寄存器及接口电路，制作在定位信息接收机内。通过便携式数字拍摄装置外部的图像信息与定位信息接收机的定位解算及图像信息数字信号处理器ac1进行一体化综合数据信息融合处理，其综合数据信息存储在寄存器ab15中，通过信息数据接口电路a16输出，同时可以通过显示器，分别对定位信息、图像信息和/或其融合信息进行显示和成像。
请参阅图3，它是定位导航信息与图像信息融合的便携式数字拍摄系统的第三实施例，既融合处理三个要素单元制作在便携式数字拍摄装置内的实施例。
融合处理三个要素单元制作在便携式数字拍摄装置内时，包括便携式数字拍摄装置b102的摄影头b11，图像信号处理电路b12，模数转换b13，数据压缩扩展b14，图像寄存器b15，接口电路b16，定位解算及图像数字信号处理器bc1；定位信息接收机a102的天线a11，射频前端a12，模数转换a13，接收信号相关器a14，定位解算数字信号处理器a1，寄存器a15，接口电路a16；定位导航信息与便携式数字拍摄装置的定位解算及图像数字信号处理器、定位与图像数据寄存器及接口电路，制作在便携式数字拍摄装置内。通过定位解算及图像数字信号处理器bc1进行一体化综合数据信息融合处理，其综合数据信息存储在寄存器b15中，通过信息数据接口电路b16输出，同时可以通过显示器b17，分别对定位信息、图像信息和/或其融合信息进行显示和成像。
请参阅图4，它是定位导航信息与图像信息融合的便携式数字拍摄系统的第四实施例，既融合处理三个要素单元可以独立于便携式数字影像机与定位信息接收机之外，制作成一个独立模块的该装置的实施例。
融合处理三个要素单元可以独立于便携式数字影像机与定位信息接收机之外，制作成一个独立模块时，包括便携式数字拍摄装置b10的摄影头b11，图像信号处理电路b12，模数转换b13，数据压缩扩展b14，图像寄存器b15，接口电路b16，数字信号处理控制其器b1；定位信息接收机a10的天线a11，射频前端a12，模数转换a13，接收信号相关器a14，定位解算数字信号处理器a1，定位数据寄存器a15，接口电路a16；独立模块c10的定位解算及图像数字信号处理控制其器c1，与定位信息接收机连接的接口c11，定位与图像的综合数据信息寄存器c12，输出接口电路c13。定位导航信息与便携式数字拍摄装置的定位解算及图像数字信号处理器c1、定位与图像数据寄存器c12及接口电路c11，c13，可以独立于便携式数字拍摄装置与定位信息接收机之外，形成一个独立模块，通过该数字信号处理器c1，进行一体化综合数据信息融合处理，其综合数据信息存储在寄存器c12中，通过信息数据接口电路c13输出。
根据以上所述的四种基本结构类型的定位导航信息与图像信息融合的便携式数字拍摄系统，在其具体应用时，结合利用定位信息数据与电子地图部分信息，构成地点特征信息显示于图像上的有特点的内容。定位解算及图像数字信号处理器融合处理后，定位信息数据与电子地图部分信息中的数据信息图像结合，选取最能反映包含摄影定位场所的名称或摄影定位场所附近最具代表性特征的名称信息，自动与图像信息进行一体化综合数据信息融合处理，嵌入到图像中。现有的手机、携带数码照相机或数码摄像机并不具备这种功能。
此外，通过利用便携式数码照相机或数码摄像机的自身显示器，结合定位信息接收机接收到的定位信息，配合相应电子地图，实现道路交通的导航和地点查询信息。现有的携带数码照相机或数码摄像机也不具备这种功能。
在系统装置中，为了做到定位信息与图像信息的准确融合，需要在整个系统信号控制和处理时，对时间和时序同步做出规定，利用定位信息接收机比较高精度的定时功能，在定位信息接收机中的1pps端口数据作为时间同步时钟，对整个装置的相关部件和电路进行同步控制和信号处理，在图像信息中比较准确的嵌入时间和地点信息。
在一些特殊场合，定位信息与图像信息融合的便携式数字拍摄装置记录下的内容不希望被修订和改变，为此在定位导航信息与便携式数字拍摄装置的定位解算及图像数字信号处理器中对其融合处理时进行加密，防止对写入到影像信息当中的位置、时间、地点信息进行修改。

Claims (12)

1、一种定位导航信息与图像信息融合的便携式数字拍摄系统，其特征在于：包括便携式数字拍摄装置和将获取的定位信息显示到该便携式数字拍摄装置的显示屏上的定位信息接收机。
2、根据权利要求1所述的定位导航信息与图像信息融合的便携式数字拍摄系统，其特征在于：该定位信息接收机有GPS接收机功能、北斗接收机功能、伽利略接收机功能或地面定位接收机功能。
3、根据权利要求1所述的定位导航信息与图像信息融合的便携式数字拍摄系统，其特征在于：该便携式数字拍摄装置是便携式数码相机或便携式数码摄像机。
4、根据权利要求1所述的定位导航信息与图像信息融合的便携式数字拍摄系统，其特征在于：所述系统还包括定位解算及图像数字信号处理器，所述定位解算及图像数字信号处理器对所述定位信息接收机得到的定位信息进行处理并存储、输出到接口电路和/或显示到该便携式数字拍摄装置的显示屏上；
或所述定位解算及图像数字信号处理器对所述便携式数字拍摄装置得到的图像数据进行处理，并存储、输出到接口电路和/或显示到该便携式数字拍摄装置的显示屏上；
或所述定位解算及图像数字信号处理器对所述定位信息接收机得到的定位信息进行处理和所述便携式数字拍摄装置得到的图像数据进行融合处理，得到一体化信息，并存储、输出到接口电路和/或显示到该便携式数字拍摄装置的显示屏上。
5、根据权利要求4所述的定位导航信息与图像信息融合的便携式数字拍摄系统，其特征在于：所述系统还包括定位与图像数据寄存器，所述定位与图像数据寄存器存储所述定位信息接收机得到的定位信息，所述便携式数字拍摄装置得到的图像数据，和/或所述定位解算及图像数字信号处理器输出的一体化信息。
6、根据权利要求4或5所述的定位导航信息与图像信息融合的便携式数字拍摄系统，其特征在于：所述便携式拍摄装置依次包括镜头、图像信号处理电路、模数转换和显示器，所述定位信息接收机包括天线、射频前端、模数转换和接收信号相关器，所述定位解算及图像数字信号处理器分别与所述定位信息接收机的接收信号相关器、所述便携式拍摄装置的模数转换以及显示器连接。
7、根据权利要求4或5任一权利要求所述的定位导航信息与图像信息融合的便携式数字拍摄系统，其特征在于：该定位解算及图像数字信号处理器、该定位与图像数据寄存器内置于该定位信息接收机内，所述定位解算及图像数字信号处理器通过接口电路与所述便携式数字拍摄装置连接。
8、根据权利要求4或5所述的定位导航信息与图像信息融合的便携式数字拍摄系统，其特征在于：该定位解算及图像数字信号处理器、该定位与图像数据寄存器内置于该便携式数字拍摄装置内，所述定位解算及图像数字信号处理器通过接口电路与所述定位信息接收机连接。
9、根据权利要求4或5所述的定位导航信息与图像信息融合的便携式数字拍摄系统，其特征在于：该定位解算及图像数字信号处理器与该定位与图像数据寄存器制作成一个独立模块，该独立模块通过接口电路分别与该便携式数字拍摄装置、该定位信息接收机交换处理数据。
10、根据权利要求1至5任一权利要求所述的定位导航信息与图像信息融合的便携式数字拍摄系统，其特征在于：所述系统中内置有电子地图，将定位信息接收机得到的定位信息配合相应的电子地图，通过便携式数字拍摄装置的显示屏进行显示。
11、根据权利要求1至5任一权利要求所述的定位导航信息与图像信息融合的便携式数字拍摄系统，其特征在于：该定位信息接收机中的1pps端口数据作为该定位导航信息与图像信息融合的便携式数字拍摄系统的时间同步时钟。
12、根据权利要求4或5任一权利要求所述的定位导航信息与图像信息融合的便携式数字拍摄系统，其特征在于：在该定位解算及图像数字信号处理器内具有加密防止修改数据功能。
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