Cómo un Sensor de Imagen Captura Color: Filtro Bayer y Desmosaicado

Los sensores digitales son inherentemente monocromáticos. El color se reconstruye mediante una Matriz de Filtro de Color (CFA) e interpolación.

1. Fotositios (Píxeles)

• Millones de pozos sensibles a la luz (fotodiodos) en silicio.
• Cada uno recoge fotones → pares electrón-hueco → paquete de carga.
• Carga → voltaje → ADC → número digital (0–4095 para 12 bits, 0–16383 para 14 bits).

2. Matriz de Filtro de Color Bayer (La Más Común)

Patrón (repetitivo 2×2):

R G G B

• 50% Verde, 25% Rojo, 25% Azul (coincide con la sensibilidad de luminancia humana).
• Cada fotosite ve solo UN color.

3. Desmosaicado (Debayering)

• El algoritmo estima los dos colores faltantes en cada píxel a partir de los vecinos.
• Simple: interpolación bilineal. Avanzado: adaptativo (AHD, VNG, AMaZE), aprendizaje automático.
• Se realiza en la cámara (JPEG) o en la computadora (convertidor RAW).

4. CFAs Alternativas

5. Canal de Precisión de Color

1. Datos crudos del sensor (lineal, referido a escena)
2. Resta de nivel negro, corrección de sombreado de lente
3. Desmosaicado
4. Balance de blancos (ganancias por canal)
5. Matriz de color / perfil ICC → espacio de color de salida (sRGB, Adobe RGB, Rec.2020)
6. Gamma / curva de tono
7. Reducción de ruido, nitidez

Conclusión Clave

Dos tercios del «color» en una imagen Bayer están interpolados. La calidad depende del algoritmo de desmosaicado, diseño del CFA, filtro de paso bajo óptico y procesamiento. RAW te da control; JPEG lo hornea.