黑白相机和彩色相机从字面上看就很容易理解，黑白相机输出的图像是黑白的，是没有颜色信息的灰度信号值；而彩色相机输出的图像是彩色的，而彩色相机又分为真彩色相机与伪彩色相机。

无论是CCD还是CMOS图像传感器，其原理都是将光子转换为电子，其中光子数目与电子数目成比例。对每个像素，统计其电子数目就形成反映光线强弱的灰度图像，也就是说CCD和CMOS图像传感器是“色盲”，不具备辨色的能力，只能形成黑白图像。

不同色彩模式的工业相机

黑白相机

当光线照射到感光芯片时，光子信号会转换成电子信号。由于光子的数目与电子的数目成比例，主要统计出电子数目就能形成反应光线强弱的黑白图像。经过相机内部的微处理器处理，输出就是一幅数字图像。在黑白相机中，光的颜色信息是没有被保留的。
真彩色相机
CCD和CMOS图像传感器无法区分颜色，只能感受到信号的强弱。在这种情况下为了采集彩色图像，可以使用三棱镜将光线分成光学三原色（RGB），接着使用3块感光芯片去分别感知强弱，再综合在一起。
真彩色相机获取的图像质量好，没有细节丢失，但这样的相机结构复杂，需要配备专门的镜头，价格一般都很昂贵。
伪彩色相机
考虑到价格因素，柯达的拜尔（Bayer）提出了一种廉价的折中方案（伪彩色相机）：只用一块图像传感器，就解决了颜色的识别。他的做法是在图像传感器前面，设置一个滤光片，上面布满了滤光点，与下层的像素一一对应。如图3（右），Bayer滤光片上的滤光点的排列是有规律的：每个绿点的四周，分布着2个红点、2个蓝点、4个绿点。由于人眼对绿色最为敏感，所以绿色是红、蓝的两倍。由于每个滤光点只能通过红、绿、蓝之中的一种颜色，但是在输出时，所有像素都应该有这三种颜色的信息，被滤除的两种颜色分量值在后期的算法处理中通过插值法来补回。如图1右： Bayer滤波片模式。