拜耳阵列（Bayer Pattern）以及常见彩色滤波矩阵（CFA）

一、拜耳阵列的来源

图像传感器将光线转化成电流，光线越亮，电流的数值就越大；光线越暗，电流的数值就越小。图像传感器只能感受光的强弱，无法感受光的波长。由于光的颜色由波长决定，所以图像传播器无法记录颜色，也就是说，它只能拍黑白照片，这肯定是不能接受的。

一种解决方案是照相机内置三个图像传感器，分别记录红、绿、蓝三种颜色，然后再将这三个值合并。这种方法能产生最准确的颜色信息，但是成本太高，无法投入实用。

1974年，柯达公司的工程师Bryce Bayer提出了一个全新方案，在图像传感器前面，设置一层彩色滤光片阵列（Color Filter Array，CFA） ，有间隔的在每个像素上放置单一颜色的滤镜。 这样，每个通道能得到一个部分值空缺的图片，然后通过各种插值手段填充空缺的值，进而得到彩色图像。

二、拜耳阵列的工作原理

拜耳阵列是实现CCD 或CMOS 传感器拍摄彩色图像的主要技术之一。它模拟人眼对色彩的敏感程度，采用1红2绿1蓝的彩色滤光片阵列，对光线进行过滤。

如下图所示，光线经过拜耳滤光片，获取到R、G、B三个通道的图像，R通道和B通道分别只有1/4的像素被填充，G通道只有1/2的像素被填充。通过插值算法，将R、G、B三个通道的原始图填充，就可以得到完备的彩色图像。