コダックのベイヤーフィルターが一枚のモノクロセンサーに色を見せた仕組み

初期のカラー映像カメラは、しばしば光を別々のセンサーに分割したり、順次フィルターを用いたりしていたため、光学系の追加、位置合わせの問題、コスト増を招いていた。1975年、コダックの研究者ブライス・ベイヤーは、より単純な答えを特許化した。一つの固体撮像素子の真上にカラーモザイクを直接配置するというものだった。

その工夫は対称的なRGB格子ではなかった。ベイヤーの特許では、輝度を支配する要素を一つおきの位置に発生させ、これを現在ではおなじみの、赤と青の各サンプルに対して緑のサンプルを2つ持つ2x2のベイヤーパターンとして実装した。

この偏りは人間の知覚と一致していた。緑は知覚される明るさとエッジのディテールの多くを担っている。カメラのソフトウェアは、まばらな色サンプルをデモザイクして完全なRGB画像に復元でき、メーカーはカメラを頑丈でコンパクトかつ安価に保つことができた。

輝度を色の2倍の頻度でサンプリングする

すべての色サンプルを一つの撮像面上に保つことで、色ずれ（カラーレジストレーション）の問題を解決した。

人間の目が画像の鮮鋭さの大部分を引き出す緑に、2倍の数の画素を割り当てた。

このパターンは、単純な再構成アルゴリズムとセンサー製造にとって十分に規則的だった。

色の取得を、光学的位置合わせの問題から、再現可能なフィルター配置の問題へと変えた。

信号の知覚的価値が均等でない場合、希少なサンプルをユーザーが最も気づく部分に割り当て、残りを計算的に再構成する。

ベイヤーカラーフィルターアレイは、デジタルカメラとカメラ付き携帯電話の既定のアーキテクチャとなった。フォベオンや携帯電話向けの独自モザイクなど後発の代替手法がその一部に挑戦したが、緑2つの2x2配置は、単一センサーによるカラー撮像の通常の出発点であり続けている。