高速CCD成像系统在磁约束核聚变的研究中应用广泛,不仅用于等离子体的位移监测,同时也用于可见光的辐射测量及湍流等物理现象研究中。因此在J-TEXT托卡马克装置上发展一套高速CCD成像系统很有必要。本论文依托于J-TEXT托卡马克装置,首先建立了一套高速CCD成像系统用来监测等离子体位移。该系统以德国MIKROTRON公司3CXP高速相机和以色列KYYA公司NTCAM132X图像采集卡为核心硬件,搭载了一套高分辨率的广角可调焦光路系统,并基于Microsoft Visual Studio 2012平台开发了系统的完整控制程序。接着在该高速CCD成像系统上开展了其应用研究,主要完成了以下方面内容:其一是高速CCD成像系统的空间标定。根据J-TEXT托卡马克装置的特性,选择真空室内一些标准法兰窗口的特征轮廓作为空间坐标系下的标定点,利用Canny算法对其成像的图形进行边缘识别以准确确定其在像素坐标系下的坐标,并基于Tsai两步标定算法对系统进行了标定,建立了托卡马克的三维空间坐标系和相机的像素坐标系之间的关系。通过对标定结果进行分析和验证,证明了标定算法的可行性和准确性。其二是高速CCD成像系统反演等离子体的可见光极向辐射剖面。基于可见光辐射的环向对称假设和相机系统的标定结果,利用切向层析重建算法反演出等离子体可见光辐射在极向剖面的分布。在实验中通过在相机前加入CIII滤光片反演出CIII极向辐射分布验证反演算法的可行性,为可见光辐射的测量提供一种新的诊断手段。