CCD(Charge-Coupled Device，电荷耦合器件)与CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物场效应
管)是两种主要的成像传感器。其中CMOS技术成熟较CCD更晚，早期应用效果不如CCD。随着半导体技术的发展，CMOS的成像效果
有了很大的提高逐步赶上CCD。此外在集成度，成本以及读取速度等方面，CMOS更具优势。CMOS被很多人认为比CCD更有前景。
cmos图像传感器是一种典型的固体成像传感器，通常由像敏单元阵列、行驱动器、列驱动器、时序控制逻辑、AD转换器、数据总线
输出接口、控制接口等几部分组成这几部分通常都被集成在同一块硅片上。其工作过程一般可分为复位、光电转换、积分、读出几部
分。
在CMOS图像传感器芯片上还可以集成其他数字信号处理电路，如AD转换器、自动曝光量控制、白平衡处理等。为了进行快速计算甚
至可以将具有可编程功能的DSP器件与CMOS器件集成在一起。在这个意义上，CMOS已经不仅仅是一个图像传感器，更可以被认为
是一个图像处理系统。
随着CMOS图像传感器的发展，出现很多细分种类。主要有三大类CMOS图像传感器,即CMOS无源像素传感器(CMOS Passive Pixel
Sensor简称CMOS-PPS)、CMOS有源像素传感器(CMOS Active Pixel Sensor简称CMOS-APS)和CMOS数字像素传感器(CMOS
Digital Pixel Sensor简称CMOS-DPS)。
今天标准的CMOS APS像素由一个光电二极管以及转移门管、复位门管、选通门管和源跟随器读出管等4个晶体管组成，因此被称为
4T（4晶体管）单元。此外5T、6T单元像素也存在。
最基本的CMOS有源像素单元为3T单元。
如上图，由一个光电二极管，三个晶体管组成一个像素单元。Mrst是复位门管，通过RST引进控制通断，导通时光电二极管连接到
VRST清除内部电荷。Msf是源跟随器，放大器允许在不移出积累电荷的情况下测量像素的电压。Msel是行选择晶体管，是一个允许像
素阵列的行选通信号在读出像素电子时接通的开关。
下图给出的是一种CMOS像素的设计图。此像素的尺寸为10.8 X 10.8微米（D3的像素仅为8.46 X 8.46微米），CMOS填充系数为
81%。像素为5T（5个晶体管）电路。没有色彩滤镜和微透镜。
该设计特意注明没有色彩滤镜。也就是说，这种CMOS只能记录光的明暗，不能记录色彩。
彩色CMOS 的原理也很简单，直接在黑白图像传感器的基础上增加色彩滤波阵列(CFA)，从而实现从黑白到彩色的成像。很著名的一种
设计就是Bayer CFA（拜耳色彩滤波阵列）。色彩滤波阵列是一种颜色滤波的综合体，它可以去除光谱中的一些成分，使每个像素只保
留一个颜色成分，用在数码相机ccd传感器之前。其中通过RGB三种颜色混合出真实色彩，其中G占1/2，R和B各占1/4，这是根据人
眼对于颜色的感知原理设计的。
这样一来，每个像素点只能包含RGB中的一个值，无法通过还原真实色彩。缺失的另外两个色彩需要通过插值法来补充。插值方法有
很多种，比如领域、线性、3*3等。
以线性插值补偿算法为例，进行插值算法的介绍。由于传感器的色彩滤镜的色彩顺序是确定的，在进行R、B插值时，考虑如下四种情
况：
R和B值取像素点周围两个或四个像素点的均值。
在对G进行插值时考虑如下情况：
由于人眼对G值更敏感，计算方法也有所不同：
为了加快计算速度，也可以采取如下算法：
第二种算法，比第一种性能差距很小，但速度快很多。
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