高速攝像機(jī)是一種能夠以較高幀率（通常超過(guò)每秒250幀，甚至可達(dá)每秒數(shù)萬(wàn)至數(shù)百萬(wàn)幀）捕獲運(yùn)動(dòng)圖像的設(shè)備。圖像傳感器是設(shè)備的核心部件，直接決定了高速攝像機(jī)的幀率、畫(huà)質(zhì)和適用場(chǎng)景。目前高速攝像機(jī)主流的圖像傳感器主要有CMOS 傳感器和CCD 傳感器兩類(lèi)：

1. CMOS 傳感器

CMOS 是當(dāng)前高速攝像機(jī)較常用的傳感器類(lèi)型，尤其在高幀率場(chǎng)景中占據(jù)較大地位，優(yōu)勢(shì)：

高幀率潛力大：CMOS 傳感器采用逐行讀取或列并行讀取技術(shù)，信號(hào)傳輸速度遠(yuǎn)快于 CCD，輕松實(shí)現(xiàn)每秒數(shù)千甚至數(shù)萬(wàn)幀的拍攝。

低功耗：CMOS 傳感器每個(gè)像素點(diǎn)自帶信號(hào)放大電路，無(wú)需額外的電荷轉(zhuǎn)移電路，整體功耗僅為 CCD 的 1/10 到 1/5，適合長(zhǎng)時(shí)間高速拍攝。

集成度高：可將圖像信號(hào)處理、模數(shù)轉(zhuǎn)換等功能集成在同一芯片上，簡(jiǎn)化攝像機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，縮小設(shè)備體積。

技術(shù)特點(diǎn)：

動(dòng)態(tài)范圍較早期有顯著提升，部分 CMOS 傳感器動(dòng)態(tài)范圍已達(dá) 12-16 檔，能捕捉明暗對(duì)比強(qiáng)烈的場(chǎng)景細(xì)節(jié)。

存在一定的 “滾動(dòng)快門(mén)效應(yīng)”，但通過(guò)全局快門(mén)技術(shù)可有效緩解，滿足高速運(yùn)動(dòng)物體無(wú)畸變拍攝需求。

2.CCD 傳感器：

核心優(yōu)勢(shì)：

畫(huà)質(zhì)純凈度高：CCD 采用電荷逐行轉(zhuǎn)移的方式讀取信號(hào)，像素間干擾小，噪點(diǎn)控制優(yōu)于早期 CMOS，圖像色彩和細(xì)節(jié)表現(xiàn)更細(xì)膩。

全局快門(mén)天然支持：CCD 的電荷轉(zhuǎn)移機(jī)制使其天生具備全局快門(mén)特性，拍攝高速運(yùn)動(dòng)物體時(shí)不會(huì)出現(xiàn)果凍效應(yīng)，畫(huà)面畸變極小。

技術(shù)局限：

幀率上限低：電荷轉(zhuǎn)移速度慢，即使是高速 CCD，幀率通常也難以突破每秒 1000 幀，無(wú)法滿足超高速場(chǎng)景需求。

功耗與體積大：需要復(fù)雜的外圍電路支持，功耗高且設(shè)備集成度低，導(dǎo)致攝像機(jī)體積較大，便攜性差。