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如何为您的应用选择合适的高速相机

        随着高性价比CMOS图像传感器的出现,高速相机正变得越来越普及,也越来越多地出现在科研、生命科学以及自动化生产等诸多领域中。

        然而,哪种类型的高速相机最适合您的应用呢?首先,必须确认相机的分辨率、帧率、存储容量、镜头接口要求,同样重要的是,我们还要考虑相机的快门速度、灵敏度以及拍摄时长等参数。

一、快门速度
        快门速度是单幅图像的曝光时间,但是最大曝光时间永远不能超过1/帧率。1/1000秒的快门速度,并不与1000fps的帧率直接相关,因为可以在每帧1/1000秒的曝光时间下,将相机的帧率设置为较慢的速率(例如30fps)。
  使用1/1000秒的曝光时间和30fps帧率,与曝光时间1/500秒和相同帧率(30fps)作比较,由于每帧曝光的时间更短,运动模糊将减至更小,结果前者拍摄出的图像相对更为清晰。
        因此,选型前需要明确曝光时间、帧速要求,以区分短曝光、短曝光高帧速应用,并进一步确认是否需要高速相机以及高速相机选型。
二、灵敏度
        一般情况下,我们可以通过提高光源亮度,来获取想要的图像效果;如果光源亮度无法提升,可以选择更高灵敏度的相机来提升图像亮度。
        高速相机制造商一般使用国际标准化组织(ISO)的标准来定义该灵敏度。虽然ISO 12232定义了三种方法来测量ISO灵敏度,但最常用的做法是将灵敏度与相机系统饱和所需的曝光度相互关联。于是,此项ISO值可以用来确定相机的标称曝光时间和/或照明要求。诸如Imatest公司(www.imatest.com),它们使用这种基于饱和度的ISO灵敏度(Ssat)标准,来测量与能让传感器或相机系统饱和的亮度级别相关的灵敏度。该值被Photron(www.photron.com)公司用在其FASTCAM SA-Z相机产品中(见图1)。FASTCAM SA-Z是一款12位1024×1024分辨率的高速相机,帧率可达20,000fps,ISO灵敏度分别为ISO 50000(单色)和ISO 20000(彩色)。

         Photron公司市场营销总监Andrew Bridges表示,“一些制造商使用‘T’和‘D’来描述ISO感光灵敏度;‘T’代表钨丝灯,移除红外滤光片可获得较高的值,较低的‘D’代表日光值,通过采用已发布的ISO 12232 Ssat标准来获得。”Bridges补充道,“通过移除红外滤光片,更多的光子可以转换为信号,将ISO‘T’值提升到用户无法实现的水平。”
  然而,ISO标准可以用于确定相机的灵敏度,但它与图像质量无关。我们可以根据应用环境、照明条件来确定灵敏度要求。
三、拍摄时长
        拍摄时间长短需要根据应用来确定。此外,降低相机的分辨率或者帧速都可以延长拍摄时间。由于相机自带内存容量有限,拍摄时间比较短(比如10秒左右)的应用通常选择一体式高速相机,图像数据暂存在相机内存中,待拍摄结束后再通过高速千兆网接口下载到PC机中。
        如果拍摄时间在几分钟甚至是几十分钟,就必须要选择嵌入式(或是基于PC机的)高速图像采集记录系统了,通常相机帧速在500-1000fps之间,相机采集到的图像数据通过专用的数字接口(比如Cameralink)和专用软件存储到嵌入式的存储设备(或PC机)中。
 
        综合如上技术参数,再根据预算情况来选择最适合您应用的高速相机产品。北京博视智动技术有限公司专业提供Photron、Mikrotron高速相机以及自主研发的嵌入式高速图像采集存储设备。如有需求欢迎电话或是邮件咨询。联系电话:010-58032106,邮箱wangxiaojie@vision-smart.com