高速摄像技术及其应用

但是由于国内高速摄像机起步较晚，总体上来说目前高速摄像机技术和经验的积累都不够，摄像机的性能和品质依然远落后于进口摄像设备。而进口高速摄像机品牌中，要数日本和美国的品牌比较优质。日本nac公司，其生产的高速摄像机种类繁多，性能佳，获得了全球各个国家的高度认可。

高速摄像机技术具有实时目标捕获、图像快速记录、即时回放、图像直观清晰等突出优点。高速运动目标受到自然光或人工辅助照明灯光的照射产生反射光，或者运动目标本身发光,这些光的一部分透过高速成像系统的成像物镜。经物镜成像后，落在光电成像器件的像感面上，受驱动电路控制的光电器件，会对像感面上的目标像快速响应，即根据像感面上目标像光能量的分布，在各采样点即像素点产生响应大小的电荷包，完成图像的光电转换。带有图像信息的各个电荷包被迅速转移到读出寄存器中。读出信号经信号处理后传输至电脑中，由电脑对图像进行读出显示和判读，并将结果输出。因此，一套完整的高速成像系统由光学成像、光电成像、信号传输、控制、图像存储与处理等几部分组成。

高速摄像机主要应用于科研，军事测试以及工业生产评估等领域。例如汽车碰撞测试，焊接过程中的电弧的产生，电池爆炸过程中的有机液体飞溅，像这一类速度非常快的现象必须借助高速摄像机才能清晰的捕捉到。高速摄像机可以在很短的时间内完成对高速目标的快速、多次采样，当以常规速度放映时，所记录目标的变化过程就清晰、缓慢地呈现在我们眼前。

图例：实验室使用nac品牌高速摄像机对激光诱导等离子体瞬间的变化进行捕捉。

上图实验所使用的设备为nac品牌中的ASC型号高速摄像机，该型号为nac 新出产品，也是目前世界上首个能达到每秒400亿像素的高速摄像机，基本参数如下：

传感器独特的CMOS全局快门

芯片大小为28.16mm×

19.71mm

像元尺寸20um

最大分辨率1280×896

最大拍摄速率22万fps

感光度ISO（REI）50000

支持PIV PIV帧间间隔125ns

内置存储空间64GB/128GB/256GB

图像深度8bit/10bit/12bit

可输入信号Trigger（TTL/Contact）

/EST/IRIG-B

接口类型千兆网口/USB3.0

电源20-32V直流

大小175W×175H×206D（单位：

mm）

重量7.3kg

帧率与像素对应表如下：

FPS Pixel

H V

40,0001280800

50,000864640

60,000800528

75,000720400

100,000640288

200,0001280112

武汉中创联达科技有限公司，专业从事光电子影像产品（低照度相机、高速摄像机，超高速摄像机，高分辨率相机及其图像分析软件）的销售、研发，提供特殊环境下的拍摄、成像服务。经过多年的市场经验及技术积累，公司为国内客户提供燃烧、PIV、纤维成像、焊接、等离子体放电、材料拉伸变形、仿生学等领域提供详细、专业的解决方案。