在工業(yè)檢測(cè)、科研實(shí)驗(yàn)、航空航天等領(lǐng)域,超高速事件的捕捉往往需要應(yīng)對(duì)弱光環(huán)境——比如材料沖擊試驗(yàn)的暗箱觀測(cè)、生物活體熒光成像、夜間工業(yè)設(shè)備故障診斷等場(chǎng)景,光線強(qiáng)度不足會(huì)導(dǎo)致高速攝像機(jī)成像模糊、噪點(diǎn)激增,難以還原事件細(xì)節(jié)。Nova S12高速攝像機(jī)憑借針對(duì)性的硬件優(yōu)化與算法創(chuàng)新,突破了弱光與超高速拍攝的技術(shù)矛盾,實(shí)現(xiàn)了在低照度環(huán)境下對(duì)超高速事件的清晰捕捉,成為科研與工業(yè)領(lǐng)域的核心觀測(cè)工具。
高靈敏度感光元件是Nova S12應(yīng)對(duì)弱光的硬件基礎(chǔ)。該攝像機(jī)搭載了背照式CMOS傳感器,相較于傳統(tǒng)前照式傳感器,背照式設(shè)計(jì)將感光二極管置于電路層上方,減少了金屬線路對(duì)光線的遮擋,感光效率提升40%以上。同時(shí),傳感器采用大像素尺寸設(shè)計(jì),單個(gè)像素感光面積更大,可有效捕捉弱光環(huán)境下的光子信號(hào),將較低照度閾值降至0.01 lux,相當(dāng)于月光下的照明強(qiáng)度。在超高速拍攝模式下,Nova S12的快門(mén)速度可低至微秒級(jí),傳統(tǒng)攝像機(jī)在此快門(mén)速度下會(huì)因進(jìn)光量不足導(dǎo)致畫(huà)面漆黑,而其高靈敏度傳感器可在極短曝光時(shí)間內(nèi)積累足夠的光信號(hào),為弱光成像提供了核心保障。
多幀降噪與動(dòng)態(tài)范圍優(yōu)化算法是Nova S12提升弱光成像質(zhì)量的關(guān)鍵。超高速拍攝會(huì)產(chǎn)生大量噪點(diǎn),尤其在弱光環(huán)境下,噪點(diǎn)會(huì)嚴(yán)重掩蓋事件細(xì)節(jié)。Nova S12搭載了自研的多幀合成降噪算法,通過(guò)連續(xù)捕捉多幀同一場(chǎng)景的圖像,對(duì)像素信號(hào)進(jìn)行對(duì)比分析,剔除隨機(jī)噪點(diǎn)并保留真實(shí)信號(hào),同時(shí)不會(huì)模糊超高速事件的動(dòng)態(tài)細(xì)節(jié)。此外,攝像機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò)展技術(shù)可提升明暗區(qū)域的細(xì)節(jié)表現(xiàn)力,在弱光場(chǎng)景中,既能清晰呈現(xiàn)高速運(yùn)動(dòng)物體的輪廓,又能保留物體表面的紋理細(xì)節(jié),避免出現(xiàn)“亮部過(guò)曝、暗部死黑”的問(wèn)題。例如在材料斷裂的超高速觀測(cè)實(shí)驗(yàn)中,暗箱內(nèi)的光線僅能勉強(qiáng)照亮樣品,Nova S12可通過(guò)算法優(yōu)化,清晰捕捉到裂紋擴(kuò)展的微秒級(jí)過(guò)程,為材料力學(xué)研究提供精準(zhǔn)的視覺(jué)數(shù)據(jù)。
光學(xué)系統(tǒng)與信號(hào)處理的協(xié)同優(yōu)化進(jìn)一步強(qiáng)化了弱光拍攝能力。Nova S12配備了高透光率的專(zhuān)業(yè)光學(xué)鏡頭,鏡片采用多層鍍膜技術(shù),減少光線反射損耗,提升進(jìn)光效率;同時(shí),攝像機(jī)的模擬信號(hào)處理電路采用低噪聲設(shè)計(jì),避免信號(hào)傳輸過(guò)程中的噪聲干擾,確保感光元件捕捉的微弱信號(hào)能夠被精準(zhǔn)放大。此外,Nova S12支持外接增亮光源與熒光激發(fā)模塊,可根據(jù)場(chǎng)景需求靈活補(bǔ)充光線,配合自身的高靈敏度特性,實(shí)現(xiàn)對(duì)極弱光超高速事件的全面觀測(cè)。
在弱光超高速拍攝的技術(shù)難題面前,Nova S12高速攝像機(jī)通過(guò)硬件與算法的雙重突破,為科研人員和工業(yè)工程師提供了清晰、精準(zhǔn)的觀測(cè)手段,推動(dòng)了超高速現(xiàn)象研究與工業(yè)檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展。
