一体式超高速相机需在极短曝光时间内完成高帧率图像采集，数据吞吐量可达量级，对传输链路与存储系统构成严峻挑战。高带宽采集的核心瓶颈在于传感器读出速度与传输接口的匹配。采用背照式堆叠CMOS工艺可将大规模并行读出电路置于感光像素下层，实现数千路模数转换器同步转换；片上集成模拟内存可暂存多帧序列，缓解瞬时输出压力。传输链路采用高速同轴或光纤接口，多链路绑定可进一步突破带宽上限。
无损压缩是缓解数据瓶颈的关键环节。无损压缩的理论基础是熵编码，通过去除空间冗余与编码冗余实现比特流缩减而不损失任何信息。典型流程分为去相关与熵编码两阶段：去相关阶段利用相邻像素间的强相关性，采用差分脉冲编码调制仅传输像素差值而非原始值，可有效降低数据量；熵编码阶段则采用格伦布莱斯编码或算术编码进一步压缩。
针对超高速相机的实时性要求，算法需具备高度并行化能力。有研究提出多通道并行压缩架构，将图像划分为子区域并行处理，在现场可编程门阵列上实现多像素并行压缩，满足传感器实时输出需求。另有行内压缩算法以每行首像素为基准，顺序比较相邻像素差值，当差值超出设定阈值时更新基准，算法复杂度低且压缩量不会超过原始数据量，适合硬件流水线实现。此外，针对拜耳格式原始图像的直接压缩可避免去马赛克带来的数据膨胀，先压缩后解码的方式更适用于高速相机场景。当前研究趋势是将压缩算法直接嵌入相机端处理芯片，实现采集与压缩同步完成，从根本上解决高带宽数据流的传输与存储难题。
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