典型图画传感器的中心是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传感器具有相似的特性，它们被广泛运用于商业摄像机上。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同用于制作晶片级摄像机，这种摄像机被用在相似于生物学或显微镜学等范畴，如图1所示。
图1：整合了光学器材和色彩过滤器的图画传感器的常用摆放
图画传感器是为满意不同运用的特别方针而规划的，它供给了不平等级的灵敏度和质量。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巨细和组成成分。
对计算机视觉而言，采样理论的作用具有重要意义，如方针场景的像素规模就会用到Nyquist频率。传感器分辨率和光学器材能一同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，因而有这样的定论：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）中最小像素巨细的两倍。当然，对成像精度而言，两倍的过采样只是是一个最低方针，在实践运用中，并不简略决议单像素宽度的特征。
关于给定的运用，要获得最好的成果，需校准摄像机体系，以便在不同光照和间隔条件下确认像素位深度（bit depth）的传感器噪声以及动态规模。为了能处理传感器对任何色彩通道所发生的噪声和非线性呼应，而且检测和校对像素坏点、处理几许失真的建模，需开展适宜的传感器处理办法。假如运用测验形式来规划一个简略标定办法，这种办法在灰度、色彩、特征像素巨细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）来掩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），都有或许用到。（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欠好（如图2所示）。
图2：几种硅光电二极管的典型光谱呼应。能够留意到，光电二极管在900纳米附近的近红外规模内 具有高的灵敏度，而在横跨400纳米～700纳米的可见光规模内具有非线性的灵敏度。 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。
留意，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，当依据运用标定摄像机体系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巨细或元件的巨细。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战胜其他问题。传感器厂商花费很多精力来规划优化元件巨细，以保证一切的色彩能平等成像（如图3所示）。在极点的情况下，因为缺少累积的光子和传感器读出噪声，小的传感器或许对噪声愈加灵敏。假如二极发光管传感器元件太大，那么硅资料的颗粒巨细和费用会添加，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巨细至少为1平方微米，每个生产厂商会不同，但为了满意某些特别的需求会有一些折中。
图3：根本色彩的波长分配。留意，根本色彩区域彼此堆叠， 对一切的色彩而言，绿色是一个很好的单色替代品
3、传感器装备：马赛克、Faveon和BSI
图4显现了多光谱传感器规划的不同片内装备，包含马赛克和堆叠办法。在马赛克办法中，色彩过滤器被装在每个元件的马赛克形式上。Faveon传感器堆叠办法依赖于色彩波长深度浸透到半导体资料的物理成分，其间每种色彩对硅资料进行不同程度的浸透，从而对各自的色彩进行成像。整个元件巨细可适用于一切色彩，所以不需要为每种色彩别离装备元件。
图4：（左图）堆叠RGB元件的Foveon办法：在每个元件方位都有RGB色彩， 并在不同的深度吸收不同的波长；（右图）规范的马赛克元件：在每个光电二极管上面放置一个RGB滤波器，每个滤波器只允许特定的波长穿过每个光电二极管
反向照明（back-side illuminated，BSI）传感器结构具有更大的元件区域，而且每个元件要集合更多的光子，因而在晶粒上从头安置了传感器接线。
传感器元件的安置也影响到色彩呼应。例如，图5显现了根本色彩（R、G、B）传感器以及白色传感器的不同摆放，其间白色传感器（W）有一个十分明晰或非五颜六色的色彩滤波器。传感器的摆放考虑到了必定规模的像素处理，如在传感器对一个像素信息的处理进程中，会组合在附近元件的不同装备中所选取的像素，这些像素信息会优化色彩呼应或空间色彩分辨率。实践上，某些运用只是运用原始的传感器数据并履行一般的处理进程来增强分辨率或许结构其他色彩混合物。
图5：元件色彩的几个不同马赛克装备，包含白色、根本RGB色彩和非必须CYM元件。 每种装备为传感器处理进程优化色彩或空间分辨率供给了不同的办法（图画来自于《Building Intelligent Systems》一书，并得到Intel出版社的运用答应）。
整个传感器的巨细也决议了镜头的巨细。一般来说，镜头越大经过的光越多，因而，对拍摄运用而言，较大的传感器能更好地适用于数字摄像机。别的，元件在颗粒上摆放的纵横比（aspect raTIo）决议了像素的几许形状，如，4：3和3:2的纵横比别离用于数字摄像机和35毫米的胶片。传感器装备的细节值得读者去了解，这样才能够规划出最好的传感器处理进程和图画预处理程序。
