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高速相机

时间:2012-11-06来源:shixinhua.com石鑫华视觉网 作者:石鑫华 点击: 999999次

高速相机

高速相机概述

高速摄影(High-speed camera)是一种用来进行高速摄影的摄影机。相较于一般摄影机每秒拍摄24帧(frame),高速摄影机视机种的不同,每秒至少可拍摄1000帧,最多可达每秒20亿帧。拍摄后再以一般速度(PAL每秒25帧、NTSC每秒29.97帧)播放出来。早期的高速摄影机使用底片摄制,类似拍摄电影的电影摄影机。在CCDCMOS技术普及后,则进步为数字化摄制。
高速摄影机通常用于科学研究,例如撞击测试、弹道、生物的移动等。运动员的运动过程,例如棒球投手投球的姿势,有时也运用高速摄影机拍摄而进行研究分析。另外也运用在电视、电影的特效中。
相对于高速摄影,每秒至数分钟、数小时仅拍1帧然后再以正常速度放映出来的摄影称为“缩时摄影”(Time-lapse),通常用于植物生态、天气等极慢速移动物体的长时间观察。
支援每秒1200帧高速摄影的卡西欧Exilim EX-F1数码相机
支援每秒1200帧高速摄影的卡西欧Exilim EX-F1数码相机

机器视觉领域中的高速相机

在机器视觉领域中,高速的要求,有时会有应用,但是大部分时候,其实并不需要很高的高速,我们一般的应用,30万像素的工业相机,在60FPS左右,如果达到120FPS就已经算是高速相机了。而130万像素的工业相机通常也只有30FPS左右。500万像素的工业相机,则做到十几二十帧,就已经不错了。
这个当然不说工业相机就无法做得更快,其实也是可以的,如下图展示的AVT的工业相机Bonito CL-400,其就可以在400万像素的分辨率下,达到386FPS。但是为什么一般不使用这种高速相机呢?不是没有应用项目使用得上这样的高规格,而是受其它许多因素影响的。如图像处理速度,如IO速度,如光源亮度等。现在的计算机处理图像的速度,根据不同的算法,从几毫秒到几十毫秒都有可能,如果计算机配置低一点,时间会更长,因此计算机处理图像本身就无法满足每秒几百帧的速度要求。而通常工业应用中,都是需要读写IO的,而这个过程,也是比较消耗时间的,几毫秒都是很正常的;而对于机器视觉领域,光源是很重要的一个环节,目前广受大家喜欢的LED光源,其亮度也是有一定的局限的,相机的帧率太快,给其曝光的时间就会缩短,因此光源亮度上,也需要考虑得到。如下面的386FPS的相机,全速时允许的曝光时间大概只有2.59ms。如果亮度不够,需要增加曝光时间,那么就无法达到386FPS的全速了。
AVT Bonito CL-400工业相机
AVT Bonito CL-400工业相机
AVT Bonito 系列工业相机
AVT Bonito 系列工业相机
AVT的这款大分辨率高速相机采集高灵敏度的CMOS全局快门图像传感器为4/3M系统接口采用2x10-TAP Camera Link高速接口。分辨率达到四百万像素(2320 x 1726)。
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