机器视觉中bayercfa自动白平衡算法的实现

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1、基于BayerCFA自动白平衡算法的实现钱勇，白瑞林，姚林昌，何薇(轻工过程先进控制教育部重点实验室，江南大学智能控制研究所，无锡214122)摘要：为快速获得高品质彩色图像，提出一种适合嵌入式机器视觉系统处理的BayerGWR白平衡算法。根据BayerCFA的结构特点，改变原GWR法输入参数。用红、绿、蓝三分量像素均值代替GWR法GW假设公式中像素总值，用近白点三分量像素均值代替GWR法Retinex假设公式中三分量像素最大值。测试表明：该算法能够有效的减小色温差异，数据计算量小。在主频为600MHz的智能相机中，对大小为640×48

2、0个像素点的Bayer图像数据的处理运行时为34ms，能够满足实际应用对实用性及实时性的要求。关键字：图像传感器；自动白平衡；机器视觉；Bayer彩色滤波阵列；GWR法中图法分类号：TP391文献标识码：AAutoWhiteBalanceAlgorithmBaseonBayerCFAQianYong,BaiRuilin,YaoLinchang,HeWei(KeyLaboratoryofAdvancedProcessControlforLightIndustry(MinistryofEducation),InstituteofIntell

3、igentControl,JiangnanUniversity,Wuxi,214122,China)Abstract:TheBayerGWRalgorithmisproposedtoobtainthehigh-qualitycolorimageforembeddedmachinevisionsystem.Themethodchangestheoriginal GWR inputparametersaccordingtothestructureofBayerCFA.Usingtricolor’seachmeanvaluetoreplace

4、theirsumvalueintheGWassumesofGWR,andtheeachmeanvalueofthenearwhitepointtoreplacetheirmaximumintheRetinexassumesofGWR.Testshows:themethodcaneffectivelyreducethecolortemperaturewithalowdatacomputationandprocessthe640×480originalimagedata in thesmart camerawith600MHzwithin3

5、4ms.Itcansatisfythepracticalapplicationofpracticalandreal-timerequirements.Keywords:ImageSensor;AutoWhiteBalance;MachineVision；BayerCFA;GWR引言不同光照条件的色温差异往往会导致同一目标物体的发射光线偏离真实色彩，在低色温光照条件下偏红，在高色温光照条件下偏蓝。因此为补偿不同光照条件所引起的色差影响，在机器视觉的处理过程中需要引入自动白平衡处理，使目标物体更接近人眼观察到的色彩[1]。基金项目:国家自然

6、科学基金资助项目（60804013）；嵌入式机器视觉关键技术的研究与开发，产学研合作资助项目（11002）收稿日期:2011-04-12；修订日期：2012-04-25目前，常用的自动白平衡方法有GW法(GrayWorld法/灰度世界法)[2]、Retinex法[3][4]、GWR法(GrayWorld-Retinex法/灰度世界-视网膜法)[5]。GW法对于色彩丰富的图像有较好的白平衡效果，但对色彩相对单一的图像处理后仍有明显的色偏。Retinex法对单一颜色的图像有很好的白平衡效果，但对图像色彩丰富进行白平衡处理时，依然有色偏[6]

7、。GWR法包含了GW法与Retinex法的优点，更适用于白平衡处理。但是GWR法只能对彩色图像进行处理，不能对直接进行处理视觉系统采集的Bayer模式图像数据，增加大量冗余数据的计算，难以保证工业现场白平衡处理的实时性。本文根据BayerCFA（ColorFilterArray，彩色滤波阵列）的结构特点改进GWR法，提出一种新的自动白平衡算法BayerGWR法。此法直接对采集的Bayer模式图像数据进行处理。与传统的GWR法相比，本算法大大减小了数据运算量，缩短了算法运行时间，更加适合嵌入式机器视觉系统底层处理。1BayerCFA结构在

8、机器视觉中，为得到彩色图像通常有三种方法：①三块CCD/CMOS芯片同时曝光法；②单一CCD/CMOS芯片三次曝光法；③单一CCD/CMOS芯片一次曝光法。在实际的机器视觉系统以方法③的应用最为广泛。在此法