王 斌，梁 杰，王 盼，顾正华，盖 文

中国空气动力研究与发展中心 设备设计与测试技术研究所，四川 绵阳 621000

0 引 言

高速摄影技术是爆炸力学、流体力学、弹道观测等科研试验中重要的测试手段，用于观测、记录快速变化的物理现象[1-5]。高速摄影系统包括胶片式高速摄影系统和电子式高速摄影系统。与胶片式高速摄影系统相比，电子式高速摄影系统[6]成本低、使用灵活，具有极大的应用前景。但是，受电子系统带宽限制，它难以长时间拍摄高速视频。达争尚等[7]通过理论分析与实际应用测试指出，电子系统带宽限制是制约电子式高速摄像系统应用于导弹观测的主要因素，使之还不能完全取代传统的胶片式高速摄影系统。

近十年来电子技术的快速发展使电子系统带宽得到极大提高，但仍无法满足高达20 GB/s 的海量视频数据实时传输需求。为拍摄高速视频，现有电子式高速摄影系统通常将拍摄的图像数据存储于内存中；但有限的内存容量难以存储海量视频，无法持续拍摄高分辨率图像序列（如弹道观测拍摄）。为延长拍摄时间，现有电子式高速摄像机通常采用TOM（Thin Out Mode）模式[6]降低成像分辨率，以增加帧率或延长拍摄时间；但降低图像分辨率会影响图像清晰度，无法满足定性分析和定量测量需求。

图像数据在空域、频域都存在极大冗余，通过图像压缩方法，可在保证在图像内容不明显失真的情况下，降低图像传输与存储容量。近年来，学者们针对图像/视频压缩问题，研究了大量压缩算法，比如JPEG、MPEG、H.264、H.265 等，特别是H.265 等视频压缩算法，极大地降低了视频数据量。……