CCD(Charge-Coupled Device竭恬，電荷耦合器件)與CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor跛蛋，互補金屬氧化物場效應
管)是兩種主要的成像傳感器。其中CMOS技術成熟較CCD更晚痊硕，早期應用效果不如CCD赊级。隨著半導體技術的發(fā)展，CMOS的成像效果
有了很大的提高逐步趕上CCD岔绸。此外在集成度理逊，成本以及讀取速度等方面，CMOS更具優(yōu)勢亭螟。CMOS被很多人認為比CCD更有前景挡鞍。
cmos圖像傳感器是一種典型的固體成像傳感器，通常由像敏單元陣列预烙、行驅動器墨微、列驅動器、時序控制邏輯扁掸、AD轉換器翘县、數據總線
輸出接口最域、控制接口等幾部分組成這幾部分通常都被集成在同一塊硅片上。其工作過程一般可分為復位锈麸、光電轉換镀脂、積分、讀出幾部
分忘伞。
在CMOS圖像傳感器芯片上還可以集成其他數字信號處理電路薄翅，如AD轉換器、自動曝光量控制氓奈、白平衡處理等翘魄。為了進行快速計算甚
至可以將具有可編程功能的DSP器件與CMOS器件集成在一起。在這個意義上舀奶，CMOS已經不僅僅是一個圖像傳感器暑竟，更可以被認為
是一個圖像處理系統(tǒng)。
隨著CMOS圖像傳感器的發(fā)展育勺，出現很多細分種類但荤。主要有三大類CMOS圖像傳感器,即CMOS無源像素傳感器(CMOS Passive Pixel
Sensor簡稱CMOS-PPS)、CMOS有源像素傳感器(CMOS Active Pixel Sensor簡稱CMOS-APS)和CMOS數字像素傳感器(CMOS
Digital Pixel Sensor簡稱CMOS-DPS)涧至。
今天標準的CMOS APS像素由一個光電二極管以及轉移門管腹躁、復位門管、選通門管和源跟隨器讀出管等4個晶體管組成化借，因此被稱為
4T（4晶體管）單元潜慎。此外5T、6T單元像素也存在蓖康。
最基本的CMOS有源像素單元為3T單元。
如上圖垒手，由一個光電二極管蒜焊，三個晶體管組成一個像素單元。Mrst是復位門管科贬，通過RST引進控制通斷泳梆，導通時光電二極管連接到
VRST清除內部電荷。Msf是源跟隨器榜掌，放大器允許在不移出積累電荷的情況下測量像素的電壓优妙。Msel是行選擇晶體管，是一個允許像
素陣列的行選通信號在讀出像素電子時接通的開關憎账。
下圖給出的是一種CMOS像素的設計圖套硼。此像素的尺寸為10.8 X 10.8微米（D3的像素僅為8.46 X 8.46微米），CMOS填充系數為
81%胞皱。像素為5T（5個晶體管）電路邪意。沒有色彩濾鏡和微透鏡九妈。
該設計特意注明沒有色彩濾鏡。也就是說雾鬼，這種CMOS只能記錄光的明暗萌朱，不能記錄色彩。
彩色CMOS 的原理也很簡單策菜，直接在黑白圖像傳感器的基礎上增加色彩濾波陣列(CFA)晶疼，從而實現從黑白到彩色的成像。很著名的一種
設計就是Bayer CFA（拜耳色彩濾波陣列）又憨。色彩濾波陣列是一種顏色濾波的綜合體翠霍，它可以去除光譜中的一些成分，使每個像素只保
留一個顏色成分竟块，用在數碼相機ccd傳感器之前壶运。其中通過RGB三種顏色混合出真實色彩，其中G占1/2浪秘，R和B各占1/4蒋情，這是根據人
眼對于顏色的感知原理設計的。
這樣一來耸携，每個像素點只能包含RGB中的一個值棵癣，無法通過還原真實色彩。缺失的另外兩個色彩需要通過插值法來補充夺衍。插值方法有
很多種狈谊，比如領域、線性沟沙、3*3等河劝。
以線性插值補償算法為例，進行插值算法的介紹矛紫。由于傳感器的色彩濾鏡的色彩順序是確定的赎瞎，在進行R、B插值時颊咬，考慮如下四種情
況：
R和B值取像素點周圍兩個或四個像素點的均值务甥。
在對G進行插值時考慮如下情況：
由于人眼對G值更敏感，計算方法也有所不同：
為了加快計算速度喳篇，也可以采取如下算法：
第二種算法敞临，比第一種性能差距很小，但速度快很多麸澜。
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