本发明涉及摄像机，特别涉及一种能形成具有位置信息的视频图像的摄像机。
背景技术：
gps全球卫星定位系统能在全球范围内进行实时定位和导航。2008年3月26日在公开号为cn101150663a、申请号为cn200710152819.x的中国专利文献（以下简称为参考文献1）中公开了一种具有gps装置的摄像设备，该种摄像设备利用gps装置将所测出的位置信息附加在所拍摄的图像中。利用这种摄像设备在再现已拍摄的图像时，参照由gps装置所测出的位置信息能知道图像的拍摄地点，并且能根据拍摄地点检索出所需的已拍摄的图像。
另外，2010年6月9日在公开号为cn101729765a、申请号为200810170565.9的中国专利文献中公开了另一种具有gps装置的摄像设备，该种摄像设备利用gps装置能将被摄物所处的位置信息附加到所拍摄的图像中，能让使用者知道所拍摄的被摄物所处的位置，这为后期被摄物的检索和分析带来了方便。
利用gps装置获取相关位置的摄像设备，由于配置了gps装置，增加了摄像设备的复杂性和造价；另外在室内环境下，gps装置无法正常工作，其提供的位置信息可能是不正确的。
目前在安全防范领域，大量使用摄像机进行定点监控。如何使定点监控使用的摄像机能形成具有位置信息的视频图像并具有较低的造价，已成为人们渴望解决的技术问题。
技术实现要素：
本发明的目的是要提供一种适用于定点监控的摄像机，该种摄像机能形成具有相关位置信息的视频图像并具有较低的造价。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种适用于定点监控的摄像机，所述摄像机包括：摄像装置，用于对监控场所或监控对象进行拍摄来生成视频图像；其特征在于，所述摄像机还包括：位置信息存储装置，位置信息存储装置为非易失性存储器并存储有摄像机安装点的位置信息；信息添加装置，用于将位置信息存储装置所存储的摄像机安装点的位置信息添加到视频图像中。
使用摄像机进行定点监控时，其监控点位通常是预先规划或设定的，其摄像机安装点的位置可以预先确定。通常，摄像机安装点的准确位置可以通过各种定位设备预先测定或测量。
本发明装置将摄像机安装点的位置信息存储到位置信息存储装置中，并用信息添加装置将摄像机安装点的位置信息添加到视频图像中，可形成具有摄像机安装点位置信息的视频图像。由于摄像机安装点的位置实际上就是摄像机所处的位置，这样用户可以在所拍摄的视频图像中知道其视频图像的拍摄地点，也可以根据拍摄地点快速找到相关的视频图像，有利于后期的快速检索和分析。
相对于现有的具有gps装置的摄像机，由于本发明装置本身不具有gps装置，因而其结构相对简单，有利于提高摄像机的可靠性；另外，本发明装置使用位置信息存储装置来存储相关的位置信息，而位置信息存储装置的成本相对gps装置的成本要低，有利于降低摄像机的造价；还有，本发明装置形成在视频图像中的位置信息相对准确，不会像具有gps装置的摄像设备那样由于建筑物的阻挡使gps装置不能正常工作，导致所提供的位置信息出现较大的误差。
在优选的实施例中，位置信息存储装置不仅存储有摄像机安装点的位置信息，还存储有摄像机监控区的位置信息，信息添加装置将位置信息存储装置所存储的摄像机安装点的位置信息和摄像机监控区的位置信息都添加到视频图像中。这样，摄像机所形成的具有位置信息的视频图像中，不仅具有摄像机安装点的位置信息，而且还具有摄像机监控区域的位置信息，用户可以在所拍摄的视频图像中知道拍摄用的摄像机所处的地点和在视频图像中出现的监控场所或监控对象的大致地点，也可以根据摄像机所处的地点或出现的监控场所或监控对象的大致地点快速找到相关的视频图像，这有利于视频图像的快速检索和分析，也有利于将视频图像作为证据使用。
这里所说的摄像机监控区是指摄像机所能拍摄到视频图像的区域。一般情况下，定点监控对位置的精确要求不高，所以摄像机监控区的位置通常可以用摄像机监控区内某个点的位置来代表，也可以用摄像机监控区内几个点的位置来代表。
优选地，位置信息存储装置不仅存储有摄像机安装点的位置信息，还存储有摄像机监控区内至少一个点的位置信息，信息添加装置将位置信息存储装置所存储的摄像机安装点的位置信息和摄像机监控区内的点的位置信息都添加到视频图像中。由于摄像机监控区内的点的位置通常能代表摄像机监控区的大致位置，这样，用户可以在所拍摄的视频图像中知道拍摄视频图像的摄像机所处的地点和在视频图像中所出现的监控场所或监控对象的大致地点，也可以根据摄像机所处的地点或出现监控场所或监控对象的大致地点快速找到相关的视频图像。
优选地，位置信息存储装置所存储的位置信息是在摄像机监控工作前存入的。通常，监控场所的摄像机安装点的位置用专用位置测定设备进行测定或从地理管理部门获取，摄像机监控区内所选用的点的位置或摄像机监控区的位置同样可用专用位置测定设备进行测定或用其它方式测定。
位置信息可以用三维坐标来表示，也可以用其它方式来表示。通常可以用经度、纬度和高度来表示一个点的位置信息。这些所选用的点或区域的位置信息通常用专用程序写入装置写入或存入到位置信息存储装置中。位置信息存储装置通常为非易失性存储器，这样所存入的位置信息在断电后不会丢失，并可以随时调用。
在优选的实施例中，摄像机包括存储接口，存储接口用于位置信息存储装置的插接，位置信息存储装置可以通过存储接口向信息添加装置传送位置信息存储装置所存储的位置信息。这样可以方便地将位置信息存储装置从存储接口中拨出，放置到程序专用写入装置上写入或改写特定的位置信息。当位置信息存储装置写入特定的位置信息后又可以方便地插入到存储接口中，以供正常调用。
优选地，摄像机还包括用于生成时间的时间生成装置，信息添加装置还用于将时间生成装置所生成的时间信息添加到视频图像中。这样所形成的视频图像不仅具有相关的位置信息，还具有摄像时的时间信息。用户可以清楚地知道拍摄视频图像的相关地点和时间，非常有利于视频图像相关内容的后续查找和分析或将视频图像作为证据使用。
通常，摄像装置所生成的视频图像需要进行压缩处理。在优选的实施例中，摄像机包括图像压缩装置，其中，摄像装置所生成的视频图像先由图像压缩装置进行压缩处理，再由信息添加装置将位置信息存储装置所存储的位置信息添加到经过压缩处理后的视频图像中。这样添加到视频图像中的位置信息就不需要后续的压缩处理，所添加的位置信息就不容易丢失。
在另一个优选的实施例中，摄像机包括图像压缩装置，其中，信息添加装置先将位置信息存储装置所存储的位置信息添加到摄像装置所生成的视频图像中以形成具有位置信息的视频图像，再由图像压缩装置对具有位置信息的视频图像进行压缩处理。这样先添加到视频图像中的位置信息还需要后续的压缩处理，所添加的位置信息就容易丢失，这时图像压缩装置进行压缩处理的难度就增大。
事实上，图像压缩装置和信息添加装置可以将视频图像进行分段处理。例如将所拍摄的视频图像分成多个小段，一小段可以是一帧图像或多帧图像，图像压缩装置压缩一小段后就由信息添加装置对该小段进行信息添加处理，相当于边压缩、边添加。
利用信息添加装置将位置信息或时间信息添加到视频图像中的方式包括附加和嵌入。附加和嵌入的方法是大家所公知的。在参考文献1中，就有附加方法的描述；在《信息隐藏概论》一书（电子工业出版社2014年11月出版）中就有嵌入方法的详述。
在优选的实施例中，信息添加装置将存储装置所存储的位置信息附加到视频图像中，其中，附加在视频图像中的位置信息是可见的。这样所摄的视频图像播放时，其位置信息是可见的。
在另一个优选的实施例中，信息添加装置将位置信息存储装置所存储的位置信息嵌入到视频图像中，其中，嵌入在视频图像中的位置信息是非可见的。这样所摄的视频图像播放时，其位置信息是非可见的，但可以用适当的方式检索出相关的位置信息，有利于防止篡改视频图像，以便作为证据使用。
在又一个优选的实施例中，信息添加装置将位置信息存储装置所存储的位置信息嵌入到视频图像中，并将时间生成装置所生成的时间信息附加到所述视频图像中，其中，嵌入在视频图像中的位置信息是非可见的，附加在在视频图像中的时间信息是可见的。
在再一个优选的实施例中，信息添加装置将位置信息存储装置所存储的位置信息和时间生成装置所生成的时间信息都附加到所述视频图像中，其中，附加在视频图像中的位置信息和时间信息都是可见的。
为了便于用户知道摄像机的朝向，位置信息存储装置还可以存储有摄像机的朝向信息，信息添加装置还用于将位置信息存储装置所存储的摄像机的朝向信息添加到视频图像中。
附图说明
图1是本发明的摄像机的一个实施例的方框图。
图2是图1所示的摄像机在定点监控场所设置时的位置关系图。
图3是图1所示的摄像机的第一cpu处理步骤的流程图。
具体实施方式
图1示出了本发明的摄像机的一个实施例的方框图。从图1中可以看到，本实施方式的摄像机100主要由以下部分构成：透镜1、摄像器件2、摄像电路3、模数转换器4、视频信号处理电路5、致动器6、致动器驱动电路7、图像存储器8、存储接口9、位置信息存储装置10、程序存储器11、时间生成装置12、输出/输入接口13、电源14、第一cpu15、第二cpu16等。
透镜1用于形成监控场所或监控对象的光学像，并使监控场所或监控对象成像在摄像器件2的受光面上。
摄像器件2是完成图像分解和光电信号转换的器件，用于接收由透镜1形成的监控场所或监控对象的光学像，并进行光电转换处理后输出电图像信号。摄像器件2通常采用固态摄像器件，本实施例的摄像器件采用电荷耦合(ccd)器件。
摄像电路3是接收来自摄像器件2的图像信号并对图像信号进行各种模拟信号处理的电路。本实施例的摄像电路3对来自摄像器件2的图像信号进行白平衡和图像灰度校正处理，并将处理过的图像信号传送到模数转换器4内。
模数转换器4是将模拟信号转变为数字信号的电子器件。本实施例的模数转换器4用于接收来自摄像电路3的模拟形式的图像信号并将其转换成数字形式的图像信号。
致动器6是用于驱动透镜1来进行自动对焦或变焦的驱动源。
致动器驱动电路7是根据第二cpu16的控制指令来控制并驱动致动器6工作的电路。
在本实施方式的摄像机100中，上述的透镜1、摄像器件2、摄像电路3、模数转换器4、致动器6、致动器驱动电路7等构成了摄像机100对监控场所或监控对象进行摄像并生成视频图像的摄像装置的主要部分。
视频信号处理电路5是接收来自模数转换器4的数字图像信号并进行各种数字信号处理的电路。视频信号处理电路5具有图像变换功能，将来自模数转换器4的数字图像信号转换成yuv形式（y:亮度数据；uv:色差数据）的图像格式。
本实施例的视频信号处理电路5还具有图像压缩功能，即具有图像压缩装置的功能，以基于mpeg压缩方法对yuv形式的图像信号进行压缩处理，视频信号处理电路5所输出的图像信号为经过压缩处理的图像信号。
图像存储器8是视频图像的临时存储单元，用于临时存储图像信号以及图像信号有关的各种数据等。
位置信息存储装置10为非易失性存储器，用于存储摄像机安装点的位置信息或摄像机监控区的位置信息或摄像机监控区内的点的位置信息等。本实施例的位置信息存储装置10为电可擦可编程只读存储器（eeprom）。
图2是图1所示的摄像机100在定点监控场所设置时的位置关系图。在图2中可以看到，摄像机100被安装到支撑杆20顶部的安装点p1上，支撑杆20的下端深入到地平面21以下与地基固定，摄像机监控区22近似为斜锥形的立体区域，该立体区域由通过方向线23、方向线24和中心虚线25的平面所截的区域是一个由方向线23、方向线24和地平面21所构成的三角形区域，其中，点p2为摄像机监控区22内的一个点，点p2大致位于摄像机监控区22的中心区。
本实施例的摄像机100在安装到监控场所的安装点p1上前，位置信息存储装置10用程序专用写入设备写入摄像机安装点p1的位置信息和摄像机监控区内的点p2的位置信息，其中，安装点p1的位置和点p2的位置都采用经度、纬度和高度这样的三维坐标来表示。
再回到图1，存储接口9为一硬件接口，用于位置信息存储装置10的插接。位置信息存储装置10可以根据需要插入到存储接口9中，也可以根据需要从存储接口9中拔出。例如位置信息存储装置10从存储接口9中拔出后，可以方便地插入到程序专用写入设备上写入特定的位置信息。当位置信息存储装置10插入到存储接口9中时，其存储在位置信息存储装置10中的位置信息就可以被读出并传送到第一cpu15的信息添加装置15a中。
时间生成装置12是用于生成时间信息的电路装置，本实施例的时间生成装置12所生成的时间信息可以被传送到第一cpu15的信息添加装置15a中。
第一cpu15是主要用于进行图像数据处理等各种处理的控制装置。本实施例的第一cpu15具有信息添加装置15a等功能电路。信息添加装置15a是实行如下功能的电路装置：读出存储于位置信息存储装置10中的位置信息或接收其它信息，并将其位置信息和其它信息添加到图像信号中以形成具有位置信息和其它信息的图像信号。
本实施例的信息添加装置15a将位置信息存储装置10中所存储的摄像机安装点p1的位置信息、摄像机监控区内的点p2的位置信息和时间生成装置所生成的时间信息都附加到图像信号中，形成具有安装点p1和点p2的位置信息和时间信息的图像信号。经过信息添加装置15a处理后的视频图像在播放时，其安装点p1和点p2的位置信息以及时间信息在播放的图像中都是可见的。这样利用本发明的摄像机所拍摄的视频图像，用户容易确定摄像机拍摄视频图像的具体时间、摄像机所处的具体位置和图像中显示的监控场所或监控对象的大致位置，也为快速分析和搜索特定的图像或图像内容提供了方便。
第二cpu16配设成主cpu，第二cpu16是用于统一控制本实施例的摄像机100的各电路的控制装置。
程序存储器11为非易失性存储器，用于存储由第一cpu15和第二cpu16执行的处理程序和摄像机本身的固有数据等。程序存储器11可以采用诸如可擦写可编程只读存储器（eprom）或快速擦写只读编程器（flashrom）等存储器件。
输出/输入接口13用于视频信号的输出和有关控制信号的输入等。
电源14用于向摄像机100的各个电路供电。电源14将来自公共电网的交流电转换成适合摄像机100使用的直流电。
图3示出了图1所示的实施例的第一cpu15处理步骤的流程图。
在步骤s1中，控制视频信号处理电路5对视频图像进行压缩处理，对摄像装置所获取的视频图像进行压缩。
在步骤s2中，对位置信息和时间信息进行添加处理，将位置存储装置10所存储的摄像机的安装点p1的位置信息、摄像机监控区内的点p2的位置信息和时间生成装置12所生成的时间信息都添加到经过压缩处理的视频图像中。
在步骤s3中，将添加了位置信息和时间信息的视频图像存储到图像存储器8中，然后返回到步骤s1。
上面参考附图说明了本发明的优选的实施例，但本发明并不局限于上述实施例。显而易见，本领域的技术人员可以进行各种改变和改进，而不背离由所附权利要求书所限定的本发明的范围。