
视频单曝光高速相机是一款基于视频快照压缩成像技术(Video Snapshot Compressive Imaging,Video SCI)的创新计算成像产品。该技术融合了编码孔径光学调制与压缩感知理论,通过在传感器前引入数字微镜器件(DMD)对入射光场进行编码调制,将多帧高速视频序列压缩编码到单次曝光中。随后借助深度学习算法,从单幅“压缩”图像中重构出多帧高分辨率的高速视频帧。
传统高速相机受限于传感器读出速度,要实现超高帧率往往需要极高的硬件成本和庞大的数据带宽。Video SCI 技术创新性地采用“物理压缩 + 算法解码”的成像模式,为高速瞬态过程的观测提供了全新的解决方案。
其工作流程如下:
- 光学编码——DMD 以高速掩模图案对入射光场进行时空编码调制
- 压缩采集——经过编码的光信号被高灵敏度传感器捕获,在一张静态二维图像中完整包含时间维度的动态信息
- 算法重构——基于深度学习的重建算法从单次曝光测量中恢复出高速视频帧序列
- 超高速帧率:通过压缩编码,Video SCI 能够以传感器的常规帧率采集单帧图像,却从中重构出远超传感器帧率的高速视频。满幅帧率可达 10,000 帧。
- 高分辨画质:端到端联合优化编码与解码算法,在不牺牲高分辨率的前提下,提升图像重建精度、信噪比和细节保留能力,有效减少伪影和噪声。
- 灵活易扩展:压缩比例和重构帧率可根据需求灵活调整。通过改变编码掩膜的移动速度或模式,可实现不同的时间压缩比,既适用于需要极高帧率的科研实验,也可应用于中等高速过程的工业检测。
- 低成本低带宽:无需昂贵的高速传感器和专用图像采集卡,以常规硬件实现高速成像能力,大幅降低系统成本与数据带宽需求。
| 参数 | 规格 |
| 产品型号 | FD-SCIC-10000 |
| 传感器类型 | CMOS |
| 最大分辨率 | 1600 × 1100 |
| 像元尺寸 | 9.0 μm × 9.0 μm |
| 满幅帧率 | 10,000 帧 |
| 电子快门 | 全局快门 |
| 自动曝光 | 自动增益控制 |
| 极限动态范围 | 支持 |
| 数据接口 | 万兆网 |
| 供电 | DC 12 V,5 A |
| 功耗 | 60 W |
| 拍摄时间 | 无限制 |
| 镜头焦距 | 35 mm(可定制) |
| 镜头接口 | 标配 EF 口 |
软件主要功能模块:
相机管理——搜索、连接、断开相机
实时采集——数据预览、标定、连续采集与抓拍
回放重建——选择视频片段进行深度学习重建
本地结果查看——对重建视频进行逐帧慢放分析
| 配置项 | 推荐规格 |
| CPU | 13th Gen Intel Core i9-13980HX (2.20 GHz) 或更高 |
| 内存 | 64 GB(含虚拟内存) |
| 硬盘 | >500 GB |
| GPU | NVIDIA GeForce RTX 4090 Laptop GPU 或更高 |
跌落测试——捕捉产品跌落瞬间的形变与冲击过程 焊接研究——观测焊接熔池动态、飞溅轨迹与热影响区演变
爆炸力学——记录爆炸冲击波传播与材料响应 汽车碰撞——分析碰撞过程中结构的变形与能量吸收
流体动力学——研究高速液滴、射流与湍流现象





