我们每天能看到多种色彩,对于传感器来说它们只能看到光强。当然,他们能识别从近紫外到红外之间大部分光的光强。工业相机为了让图像传感器更好的输出能让人类接受的图片,科学家和工程师们想出了多种方法。不管是CCD还是CMOS,它们只能接受光强,不能识别光的波长。CCD和CMOS对近紫外200nm至可见光380-780nm直至近红外1100nm波长范围都有相应。这使得如果直接用CCD和CMOS,输出的只能是灰度图像。为了得到我们人眼所习惯的彩色图像,人们采用两种方法:拜耳阵列方案和三种传感器叠加的方案。
柯达的Bryce Bayer于是想出了这种方式来解决彩色分辨的问题:通过在传感器前添加一个下图这样的RGB滤波阵列,使得每个滤光点只能透射一种颜色,并使各个颜色的滤光点与下层像素点对应。通过上面这样的方式,可以将上面无色彩的灰度图像处理得到下图所示的红绿蓝强度图,但是还是不能得到我们想要的图像。接下来就是进行猜色,也就是根据一个像素点及其周围的红绿蓝各自的灰度值,经插值算出该像素点的RGB。插值算法很多,最简单就是将临近像素的色彩值赋给该像素,也可以将邻域的该颜色灰度值平均后赋给该像素点,算法很多,具体算法查阅拜耳滤镜插值。插值后对应每个像素点的RGB都知道了。