Ein Farbfilterarray ist eine Gruppe winziger Farbfilter, die auf den Pixelsensoren von Digitalkameras installiert sind. Diese Sensoren sind nicht in der Lage, Licht mit geringer Intensität oder Licht ohne Farbwellenlängen-Spezifität zu erkennen, sodass sie Licht nicht in verschiedene Farben aufteilen können. Ein Sensor mit einem Farbfilter-Array wird von der Kamera verwendet, um die Wellenlänge des Lichts zu erkennen und ein Farbfoto zu erstellen.
Digitalkameras verwenden rechteckige Arrays von Lichtsensoren, die als Pixelsensoren bekannt sind. Pixelsensoren enthalten eine sogenannte Photosite Cavity oder Photodiode. Wenn der Auslöser einer Kamera gedrückt wird, dringen Lichtpartikel, sogenannte Photonen, in die Fotostelle ein.
Photosites sind monochromatisch, das heißt, sie können nur Schwarzweiß erkennen. Ein Photosit-Array allein kann nicht die Farbmenge bestimmen, die jeder Photosit-Hohlraum während der Belichtung aufnimmt. Um ein Farbfoto zu machen, wird ein grüner, roter oder blauer Farbfilter über eine Fotoseite gelegt. Diese Farbfilter lassen nur Licht der gleichen Farbe in die Photosite-Kavität.
Ein üblicher Typ von Farbfilterarrays, das in Digitalkameras verwendet wird, ist das Bayer-Farbfilterarray. Das Bayer-Farbfilter-Array ist ein Gitter- oder Mosaikmuster, das aus Reihen von abwechselnden roten, blauen und grünen Filtern besteht, die über jeder Fotostelle einer Kamera installiert sind. Das Mosaikmuster hat doppelt so viele grüne Filter wie rote oder blaue Filter. Dies liegt daran, dass das menschliche Auge grünes Licht leicht aufnimmt oder dafür empfindlicher ist als für rotes oder blaues Licht.
Das Mosaikmuster wird durch ein in der Digitalkamera gespeichertes Programm umgewandelt, das als Demosaicing-Algorithmus bezeichnet wird. Demosaicing-Algorithmen nehmen die von jedem Farbfilter auf der Fotosite erhaltenen Daten und kombinieren die benachbarten Pixelfarben, um ein Farbbild zu erstellen. Dieser Prozess erzeugt ein Bild mit höherer Auflösung oder ein klares, scharfes Bild ohne viel Verzerrung oder „Rauschen“.
Andere Arten von Farbfilter-Array-Konfigurationen umfassen die Rot-, Grün-, Blau-, Weiß-(RGBW)-Sensormatrix und die Cyan-, Gelb-, Grün-, Magenta-(CYGM)-Sensormatrix. RGBW-Sensoren verfügen über einen weißen oder transparenten Lichtfilter, der es Photosites ermöglicht, auf jede Lichtfarbe zu reagieren. Ein CYGM-Sensor verwendet Sekundärfarben, die entstehen, wenn zwei Primärfarben miteinander vermischt werden, z. B. durch Mischen von Rot und Grün, um Gelb zu erhalten. Diese Art von Farbfilter-Array ermöglicht die Erkennung von mehr Lichtfarben oder einfallendem Licht durch die Kamera, oft mit lebendigen Fotoergebnissen.