在托卡马克热核反应过程中,等离子体击穿和形成电流的过程十分复杂。并且装置壁上产生的感应涡流会对测量信号产生严重干扰。这种情况下得到测量数据无法反映等离子体的实际情况。快速CCD图像传感器由于其响应速度快、成像效果好,正在等离子体诊断技术研究中发挥着举足轻重的作用。CCD具有良好的可视性,能够将等离子体小环截面上的辐射现象实时展现在研究人员眼前,并能够准确、迅速地识别等离子体电流的位置。因此,CCD可作为等离子体位形检测的重要工具。同时也会为启动等离子体和对其实现反馈控制提供有效的数据支持。根据EAST装置的结构特性和实验要求,本文以IO Industries公司生产的4M180相机为核心部件,搭建了一套快速CCD视频图像采集系统。该系统可以完成相机和采集卡的相关设置,比如相机的分辨率、采样率、曝光时间等。除此之外,该系统不仅能够完成图像的采集、传输和存储任务,还有触发采集和连续采集两种采集模式。文中对该CCD成像系统的软硬件设计架构也进行了详细的描述。基于该图像采集系统,本文进行了等离子体位置识别技术的研究。等离子体的位置情况,对于托卡马克装置的稳态运行,以及能否顺利完成核聚变反应具有重要的意义。根据等离子体放电图像的特点,文中采用改进的Canny算法。在确定Canny算法的尺度参数σ时,选择局部标准差作为参考值。同时,采用基于OTSU算法的自动阈值获取方法,来确定Canny算子的高低门限值。在得到等离子体的边界位置后,通过最小二乘法对得到的图像进行曲线拟合,以获得等离子体的中心位置。最后,将检测出的等离子体位置坐标与标定图像进行对比,从而得到等离子体在装置中的实际位置。此外,为了能够将采集到的图像数据实时快速地传输、存储到大容量数据服务器上,本文根据压缩感知理论,对等离子体的图像进行了压缩。并且能够以较高的信噪比再现原始图像。根据压缩感知原理,实现了数据的稀疏化,观测矩阵的建立,完成了对图像的压缩。最后,由OMP算法重构图像,效果比较显著。