对于图像处理来说，除了要完成视觉系统所要求的处理结果之外，最基本的设计因素就是快。因此实时、高速的图像处理系统便成为用户组建视觉系统要解决的主要问题之一。
很多图像处理产品和系统自称为高速，但实际上并没有一个通用意义上的“高速”定义，确定一个系统是否高速是相对而言的，如果一个系统的处理速度比其它类似的系统快，那么相比较而言，也可称其为高速的；如果一个视觉系统在高速的环境中使用，而视觉系统又能跟上算法，那么此系统也是高速的。通常可用以下两种方法来测试系统是否为高速。
一种测试方法是物体到达指定位置而产生的触发脉冲和图像处理后获得的结果输出之间的时间。这个时间主要取决于图像的大小和处理的复杂性，作为一个基准，小于10ms已经是很快了。
另一种测试的方法是系统能够接受的输入图像的速率，即能安全接收二幅图像之间的间隔。即使是在系统处理的时间比二幅相邻的可接受输入图像之间的时间还要长，也可认为该系统为高速的。
通常高速系统的设计方法是采用多个缓存，并将多个处理器级联起来，这样它就可以高速地接受图像，而从接收一幅图像到获得处理结果的时间可以大于二幅相邻的输入图像之间的时间，如下图所示。
系统处理时间的测量
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对于这样的系统，其速度的限制是处理源的数量。使用为这一目的而特别设计的机器视觉产品器件，就可以实现每秒几百幅图像速度的持续处理能力。
实时系统的基本要求不光是它的速度有多快，而是它的适时性，要求它按需要、按时提供处理结果。在一个生产线上，所获得的处理结果太迟或者太早都可能形成误动作，而产生错误。例如在生产线上，一个次品被视觉系统检测出来，需要在正确的位置用拨杆将它剔除，拨杆动作太晚或者太早，都可能将此次品漏过，而流入正品箱内。所以视觉系统的处理时间，又称为延时应该尽可能是确定的，它的变化应尽可能小，才能在生产线上可靠地工作。