至少從20世紀50年開始,使用計算設備從多個傳感器中分類數據并結合信息得出結論的想法已經存在。但這非常困難。大約在1960年,幾位數學家開發了一套算法,以便讓機器根據多個傳感器的輸入得出結論。這些濾波器還從噪聲或其他來源中刪除了無意義的數據。當然,不久之后軍方就決定這種技術在其應用中有用。能夠處理來自多個來源的輸入并將其與存儲的數據進行比較將使軍方能夠更好地跟蹤和識別潛在的空中目標,甚至可以計算結果的確定性。憑借更好的計算機和傳感器,該技術在不斷發展。
CCD是電荷耦合器件(charge-coupled device), 它使用一種高感光度的半導體材料(p-Si)制成,能把光轉變成電荷。在一個用于感光的CCD中,有一個光敏區域(硅的外延層),和一個由移位寄存器制成的傳感區域。圖像通過透鏡投影在一列電容上(光敏區域),導致每一個電容都積累一定的電荷,而電荷的數量則正比于該處的入射光強。在柵電極(G)中,施加正電壓會產生勢阱(黃),并把電荷包(電子,藍)收集于其中。
CMOS傳感器的每個像素都有一個將電荷轉化為電子信號的放大器。因此,CMOS傳感器可以在每個像素基礎上進行信號放大,采用這種方法可節省任何無效的傳輸操作,所以只需少量能量消耗就可以進行快速數據掃描,同時噪音也有所降低。這就是佳能的像素內電荷完全轉送技術。CCD與CMOS傳感器是被普遍采用的兩種圖像傳感器,兩者都是利用感光二極管(photodiode)進行光電轉換,將圖像轉換為數字數據,而其主要差異是數字數據傳送的方式不同。
由于CCD采用電荷傳遞的方式傳送數據,只要其中有一個象素不能運行,就會導致一整排的數據不能傳送,因此控制CCD傳感器的成品率比CMOS傳感器困難許多,即使有經驗的廠商也很難在產品問世的半年內突破50%的水平,因此,CCD傳感器的成本會高于CMOS傳感器。CMOS傳感器的每個象素都比CCD傳感器復雜,其象素尺寸很難達到CCD傳感器的水平,因此,當比較相同尺寸的CCD與CMOS傳感器時,CCD傳感器的分辨率通常會優于CMOS傳感器的水平。