高速運動目標受到自然光或人工輔助照明燈光的照射產(chǎn)生反射光，或者運動目標本身發(fā)光,這些光的一部分透過高速成像系統(tǒng)的成像物鏡。經(jīng)物鏡成像后，落在光電成像器件的像感面上，受驅動電路控制的光電器件，會對像感面上的目標像快速響應，即根據(jù)像感面上目標像光能量的分布，在各采樣點即像素點產(chǎn)生響應大小的電荷包，完成圖像的光電轉換。帶有圖像信息的各個電荷包被迅速轉移到讀出寄存器中。讀出信號經(jīng)信號處理后傳輸至電腦中，由電腦對圖像進行讀出顯示和判讀，并將結果輸出。因此，一套完整的高速成像系統(tǒng)由光學成像、光電成像、信號傳輸、控制、圖像存儲與處理等幾部分組成。

常用的減少分辨率的兩種方式是下采樣，即Skipping（跳采樣）和Binning（合并讀出）。通過選取視野中的像素點，抽取指0定像素點來降低分辨率。在Skipping模式中，并不會對所有行列的像素點進行采樣，這樣才能獲取非原始分辨率的圖像（降低的分辨率圖像），而行列數(shù)據(jù)是成對讀取的。

圖為Skipping模式舉例

Binning是一種圖像讀出模式，將相鄰的像元中感應的電荷被加在一起，以一個像素的模式讀出。Binning分為水平方向Binning和垂直方向Binning，0水平方向Binning是將相鄰的行的電荷加在一起讀出；垂直方向Binning是將相鄰的列的電荷加在一起讀出，Binning這一技術的優(yōu)點是能將幾個像素聯(lián)合起來作為一個像素使用，在Phantom高速攝像機的應用中，Binning Mode采用的是2x的Binning，即長寬縮短為原本一般，輸出分辨率降低為原本的1/4。

大裝置是近年我國科技投入的重點之一。依靠大裝置，可以帶動一個領域的完善和尖0端研究，有助于推動中國科技強國目標的實現(xiàn)，大裝置建設可謂意義重大。“大連先進光源”全稱為“高重復頻率軟X射線自由電子激光裝置”，屬于國家重大科技基礎設施。自由電子激光是當今世界上技術（zui）為領0先的新一代光源，特別是近年來飛速發(fā)展的高增益自由電子激光，具有高亮度、超短脈沖、全相干等優(yōu)異特性，（zui）具有代表性的有美國的LCLS、德國的European XFEL、日本的SACLA、意大利的FERMI等裝置。自由電子激光裝置被英國《自然》雜志形象地稱為科學家的“高速攝像機”，可以準確捕0捉到分子、原子等微觀粒子在化學反應中的動態(tài)影像，能夠用來給分子、原子“拍電影”，因此對能源、化學、物理、生物、醫(yī)學、材料等諸多基礎科學領域都具有不可或缺的革命性推動作用?！按筮B先進光源”屬于高重復頻率自由電子激光裝置，重復頻率將達到100萬赫茲，這意味著科學家可以在更短時間內(nèi)獲得更多的微觀粒子影像信息。

為了提高高速攝像機的靈敏度，許多高速攝像機廠家會使用具有高量0子效率和高填充因子的成像器，當選擇好了一款高速攝像機時，除了要考慮相機的靈敏度這一重要參數(shù)外，相機的幀率也是一項需要考慮的重要參數(shù)，為了提高幀率，采用CCD或CMOS成像器的相機制造商會使用不同的技術。針對CCD相機，沈陽星邁科技有限公司使用一種稱為局部掃描的技術，從成像器的中心部分讀取可變帶，減少從CCD的每個像素輸出電荷的需要，從而增加幀率。

高速攝像機有可選的突出功能，如高寫入速度可移動固態(tài)驅動器，可通過相機的后媒體艙訪問，當需要更換時，可移動驅動器提供數(shù)據(jù)可靠性以及輕松的驅動器移除。

標準板載多通道數(shù)據(jù)采集模塊已準備好同步測試數(shù)據(jù)與您的高速圖像數(shù)據(jù)，提供一個清晰的理解和解釋的測試視頻。

在電視上，視頻是以每秒鐘30幀的速率播發(fā)，合適于人的眼睛收看。大部分電視欄目和家庭電影全是以同樣的速率視頻錄制。但是高速攝像機可以以每秒鐘325,000幀的速率錄像，當數(shù)碼相機運行這般迅速時，功率大的的照明燈具是不可缺少的，并且全部拍攝組員都還要應用電烤箱膠手套來實際操作聚焦點鏡片。