典型图画传感器的核心是CCD单元(charge-coupled device，电荷耦合器材)或规范CMOS单元(complementary meta-oxide semiconductor，互补金属氧化物半导体)。CCD和CMOS传感器具有类似的特性，它们被广泛运用于高精稳磁式上。不过，现代大都传感器均运用CMOS单元，这主要是出于制作方面的考虑。传感器和光学器材常常整合在一起用于制作晶片级摄像机，这种摄像机被用在类似于生物学或显微镜学等范畴，如图1所示。

图画传感器是为满意不同运用的特殊目标而规划的，它供给了不同级别的灵敏度和质量。想要了解各种传感器，可查阅其厂商信息。例如，为了在硅基模和动态呼应(用于完成光强度和色彩检测)之间有一个最好的折中，对一个特定的半导体制作进程，需优化每个光电二极管传感器单位的大小和组成成分。

对计算机视觉而言，采样理论的作用具有重要意义，如目标场景的像素范围就会用到Nyquist频率。高精度无线油压变送器分辨率和光学器材能一起为每个像素供给满意的分辨率，以便对感爱好特征进行成像，因此有这样的定论：爱好特征的采样(或成像)频率应该是重要像素(对感爱好的特征而言)中最小像素大小的两倍。当然，对成像精度而言，两倍的过采样仅仅是一个最低目标，在实际运用中，并不容易决定单像素宽度的特征。

对于给定的运用，要取得最好的成果，需校准摄像机系统，以便在不同光照和距离条件下确认像素位深度(bit depth)的传感器噪声以及动态范围。为了能处理传感器对任何色彩通道所产生的噪声和非线性呼应，而且检测和校对像素坏点、处理几何失真的建模，需发展合适的传感器处理办法。假如运用测验形式来规划一个简单标定办法，这种办法在灰度、色彩、特征像素大小等方面具有由细到粗的突变，就会看到成果。

1、传感器资料

硅制图画传感器运用最广，当然也会运用其他资料，比如在工业和军事运用中会用镓(Ga)来覆盖比硅更长的红外波长。不同的摄像机，其图画传感器的分辨率会有所不同。从单像素光电晶体管摄像机(它经过一维直线扫描阵列用于工业运用)，到一般摄像机上的二维长方形阵列(一切到球形整列的途径均用于高分辨率成像)，都有可能用到。(本章最后会介绍传感器装备和摄像机装备)。

一般成像传感器选用CCD、CMOS、BSI和Foveon办法进行制作。硅制图画传感器具有一个非线性的光谱呼应曲线，这会很好地感知光谱的近红外部分，但对蓝色、紫色和近紫外部分就感知得不好(如图2所示)。

从这9点带你全方位知道图画传感器

图2：几种硅光电二极管的典型光谱呼应。可以注意到，光电二极管在900纳米附近的近红外范围内 具有高的敏感度，而在横跨400纳米～700纳米的可见光范围内具有非线性的敏感度。 因为规范的硅呼应的原因，从摄像机中去掉IR滤波器会添加近红外的灵敏度。(光谱数据图画的运用已取得OSI光电股份有限公司的许可)

注意，当读入原始数据，并将该数据离散化成数字像素时，会导致硅光谱呼应。传感器制作商在这个区域做了规划补偿，但是，当根据运用标定摄像机系统并规划传感器处理办法时，应该考虑传感器的色彩呼应。

2、传感器光电二极管元件

图画传感器的关键在于光电二极管的大小或元件的大小。运用小光电二极管的传感器元件所捕获的光子数量没有运用大的光电二极管多。假如元件尺度小于可捕获的可见光波长(如长度为400纳米的蓝光)，那么为了校对图画色彩，在传感器规划中有必要克服其他问题。传感器厂商花费很多精力来规划优化元件大小，以保证一切的色彩能同等成像(如图3所示)。在极端的情况下，因为缺乏累积的光子和传感器读出噪声，小的传感器可能对噪声更加敏感。假如二极发光管传感器元件太大，那么硅资料的颗粒大小和费用会添加，这没有任何优势可言。一般商业传感器设备具有的传感器元件大小至少为1平方微米，每个液位传感器厂家会不同，但为了满意某些特殊的需求会有一些折中。