一种基于异步时序驱动和Binning技术的高帧频成像技术在帧转移CCD相机上得到成功应用。为了抑制该CCD相机成像时产生的拖尾效应, 基于该相机的高帧频连续成像原理, 理论上分析了图像获取过程中拖尾产生的原因, 给出了一套完整的消除拖尾的数值解析算法。该算法充分考虑了图像亮度变化对拖尾形成产生的影响, 并对此进行了修正, 已在异步Binning CCD相机上进行了实验验证。利用相机以40 000帧每秒的帧频获取4幅连续图像进行实验, 实验结果表明, 该算法可有效去除每幅图像的拖尾噪声, 而且消除拖尾噪声后的图像区域的灰度方差得到明显降低, 异步Binning CCD相机的成像质量得以提高。上述结果表明算法适用于高帧频相机的连续成像。

介绍一种高帧频相机垂直拖尾影响的解决方法，该方法同时考虑连续采集模式下帧间图像和像元合并(binning)技术的影响。与常用的静态图像拖尾处理的算法如逆向逐行修正算法相比，该算法非常适用于连续图像拖尾处理，特别是经过Binning后获取的图像。在某自主研制的基于异步时序的40 000 帧/秒高速相机中应用该方法，有效去除了拖尾影响。最后，运用该方法处理的图像验证了算法的有效性。

为了满足空间光通信精密跟踪的需求，在信标光路中保证光电探测器接收到的激光能量稳定不变，研制了满足大气环境下动态光强稳定装置。对该装置所采用的基于液晶的高帧频相机动态调光技术进行研究。通过与传统机械调光、电子快门调光相比较，验证基于液晶的高帧频相机动态调光技术的可行性。结合空间光通信系统的特点，阐述基于液晶的动态调光原理。介绍了基于液晶的动态光强稳定装置系统组成，给出实验数据和结果。结果表明：采用液晶光束衰减器对高帧频CCD相机进行动态调光，可以实现在无机械运动部件条件下对信标激光能量进行自动控制，从而保证探测器接收到的激光能量稳定。因此在空间光通信中，基于液晶的高帧频相机动态调光技术是可行的，而且有着广阔的应用前景。

为了代替PC机对高帧频数字图像进行实时采集显示，使用片上系统(SOC)和可编程片上系统(SOPC)的设计方法，设计了基于NiosⅡ软核的嵌入式图像采集显示系统。依据系统功能需求设计出系统架构，给出了系统各个功能模块的设计方法，对系统中接口模块的信号时序和图像数据缓存处理架构进行了软件编写及仿真。描述了应用该系统所进行的高帧频图像采集显示实验，并分析了系统性能。实验结果表明：对于帧频高达1 230帧/s、分辨率为128×128的图像源，该系统可以对其进行实时的采集显示。满足了降低成本、节约空间、提高系统稳定性和工作带宽的要求。

利用高帧频和高分辨率的数字相机作为系统的输入,采用DSP和FPGA以及大容量缓存的硬件架构,通过FPGA的逻辑编程灵活调配系统的资源,将图像采集、图像预处理、图像跟踪、图像显示等功能合理分配至各个硬件单元,提高了图像跟踪系统对小目标的跟踪精度。经实验验证,各个功能单元达到预期效果。基于Carema Link接口的图像跟踪系统具有图像分辨率高、跟踪带宽高的特点。