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      超高速相機(jī)基本依賴于進(jìn)口設(shè)備，與高速相機(jī)**大的區(qū)別在于其極短的曝光時(shí)間、納秒時(shí)間分辨率和納秒級(jí)觸發(fā)精度、納秒級(jí)的幀間間隔時(shí)間（德國standford生產(chǎn)的超高速相機(jī)可達(dá)皮秒）以及數(shù)千倍的增益。而高速相機(jī)一般只能達(dá)到毫秒或微秒級(jí)，增益也是從幾倍到數(shù)十倍左右。雖然超高速相機(jī)擁有如此多極其**的特點(diǎn)，但其每次拍攝只能獲得幾張圖像（單通道情況下），而高速相機(jī)一次拍攝可獲得的圖像數(shù)量可多達(dá)幾萬甚至數(shù)十萬張。

      作為一種有著**科學(xué)技術(shù)含量的設(shè)備，在全球范圍內(nèi)能夠生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)超高速相機(jī)的廠家并不多，而德國standford公司可以說是業(yè)內(nèi)**，下面以此公司的產(chǎn)品為例，簡單介紹一下超高速相機(jī)的基本工作原理和特點(diǎn)。

      超高速圖像采集系統(tǒng)主要由相機(jī)主機(jī)、控制分析軟件、圖像處理儀組成。各部分示意圖如下：

圖像采集系統(tǒng)主機(jī)內(nèi)主要由分光系統(tǒng)和ICCD通道系統(tǒng)組成，示意圖如下：

超高速相機(jī)內(nèi)部示意圖：

       ICCD通道系統(tǒng)內(nèi)的基本工作原理：通過透鏡將拍攝的目標(biāo)對(duì)像光信號(hào)傳送到增強(qiáng)器的光陰極上，像增強(qiáng)器在高壓窄脈沖控制下輸出具有較短曝光時(shí)間的圖像，并由后續(xù)CCD接收和記錄。系統(tǒng)曝光時(shí)間和攝影頻率由像增強(qiáng)器驅(qū)動(dòng)源以及精密同步系統(tǒng)控制。

       多通道圖像分光耦合系統(tǒng)工作原理：傳統(tǒng)的圖像分割技術(shù)往往使用立方或半透膜分束器將一個(gè)圖像分割成兩個(gè)相同的低強(qiáng)度二級(jí)圖像。由于一般圖像都不是單頻的，所以傳統(tǒng)技術(shù)都不可能預(yù)測(cè)強(qiáng)度比率。XXRapidFrame系列相機(jī)使用全反射鏡觀察所有子圖像，使得所有的強(qiáng)度分布都能在一個(gè)鏡像幾何函數(shù)中反映出來。這個(gè)方法可以很容易地?cái)U(kuò)展到紫外光譜區(qū)域。在每個(gè)光學(xué)路徑的通道上都裝有一個(gè)濾波器，它能產(chǎn)生一些特殊的效果，比如對(duì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)生成三種顏色的圖像。對(duì)于各種通道設(shè)置的不同延遲時(shí)間，它還可以用來恢復(fù)成3-D空間信息。下圖為圖像分光耦合系統(tǒng)示意圖：

軟件主要功能有：

1.相機(jī)控制    遠(yuǎn)程攝像機(jī)控制提供了對(duì)ICCD攝像機(jī)操作參數(shù)的遠(yuǎn)程訪問。它可以直接在計(jì)算機(jī)上配置超高速ICCD攝像機(jī)系統(tǒng)。ICCD攝像機(jī)的所有參數(shù)都可遠(yuǎn)程編程。這些參數(shù)包括例如MCP電壓供應(yīng)，門控時(shí)間，視頻增益，觸發(fā)配置和曝光模式。任何曝光系列都可以編程并應(yīng)用于ICCD相機(jī)。

2.實(shí)時(shí)監(jiān)控   實(shí)時(shí)監(jiān)視可以直接訪問ICCD攝像機(jī)圖像。它通過ICCD攝像機(jī)的視頻流模擬PC上的視頻監(jiān)視器。實(shí)時(shí)顯示專為用戶的相機(jī)對(duì)準(zhǔn)和相機(jī)參數(shù)控制而設(shè)計(jì)。

3.圖像編輯   圖像編輯可以抓取，編輯和存儲(chǔ)超高速圖像。它允許手動(dòng)或自動(dòng)背景減法和平場校正。此外，它提供廣泛的圖像編輯功能，并支持從基本幀添加到復(fù)雜掃描序列的許多不同的采集功能�？梢杂靡粋�(gè)或多個(gè)圖像執(zhí)行任何數(shù)學(xué)運(yùn)算作為操作數(shù)。圖像可以以img-data格式保存，以bmp或tif文件格式導(dǎo)出，并導(dǎo)入進(jìn)行編輯。

4.光譜分析   4 Spec E從原始圖像中通過用戶定義的區(qū)域提取光譜，并使處理和后處理達(dá)到215個(gè)單獨(dú)的光譜曲線。后處理可包括一個(gè)或多個(gè)曲線的其他背景減法，校準(zhǔn)，微分和數(shù)學(xué)運(yùn)算作為操作數(shù)。此外，可以識(shí)別光譜的各個(gè)峰，并且可以計(jì)算和繪制峰積分。4 Spec E軟件可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)數(shù)據(jù)呈現(xiàn)選項(xiàng)，如重疊圖和動(dòng)畫。因此，4 Spec E可以快速全面地評(píng)估所收集的光譜數(shù)據(jù)。