即使在光線不佳的條件下也希望獲得高品質、低噪聲的視頻圖像，那么高靈敏度圖像處理相機是不可少的選擇。高靈敏度機器視覺相機適用于各種領域，包括在光線條件不佳的夜間時段所執行的高速應用和任務。此類相機均配有CCD或CMOS芯片。

　　

　　高靈敏相機內的電子元件可增強較弱的信號，使其能夠有效地數字化并傳輸：

　　（1）EM增益——高靈敏度

　　EMCCD技術，有時也被稱作“片上增益”技術，是一種全新的微弱光信號增強探測技術。它與普通的科學級CCD探測器的主要區別在于其讀出寄存器后又接續有一串“增益寄存器”，它的電極結構不同于轉移寄存器，信號電荷在這里得到增益。

　　EMCCD也可采用背照式結構，把高達90%的效率與電荷倍增向結合，提高靈敏度，從而提供高幀速率情況下好的低照度響應。溫度對片上倍增增益的影響明顯。溫度越低，由依次電子產生的二次電子越多，則片上倍增增益越高。研究表明把探測器制冷到-30攝氏度或更低時，片上增益可以超過1000倍。EMCCD良好的性能取決于CCD溫度的選擇以及溫度隨環境波動的控制。

　　

　　（2）ICCD成像技術

　　ICCD是新一代增強型相機，靈敏度非常高，可進行單光子探測，適用于UV、VS、NIR等多種波段。具有納秒級門控和相關控制模塊為微光及時間分辨提供可靠的性能保證。ICCD主要由像增強器和CCD耦合而成，包括像增強器，CCD和中繼耦合組件等幾部分；

　　入射光經過物鏡打到像增強器的光陰極上，由于光電效應轉換成電子圖像，電子圖像耦合到微通道板，在微通道板的每個光纖通道內電子不斷撞擊，產生約100倍的電子，放大的電子從微通道板射出撞擊熒光屏，重新激發出光子圖像，再經過中繼器投射在CCD上成像。