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基于Bayer CFA自动白平衡算法的实现 钱勇，白瑞林 (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Bayer GWR白平衡算法。根据Bayer CFA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TP391 文献标识码：A Auto White Balance Algorithm Base on Bayer CFA Qian Yong, Bai Ruilin, Yao Linchang, He Wei (Key Laboratory of Advanced Process Control for Light Industry (Ministry of Education), Institute of Intelligent Control, Jiangnan University, Wuxi, 214122, China) Abstract: The Bayer GWR algorithm is proposed to obtain the high-quality color image for embedded machine vision system. The method changes the original?GWR?input parameters according to the structure of Bayer CFA. Using tricolor’s each mean value to replace their sum value in the GW assumes of GWR, and the each mean value of the near white point to replace their maximum in the Retinex assumes of GWR. Test shows: the method can effectively reduce the color temperature with a low data computation and process the 640×480 original image data?in?the smart?camera with 600MHz within 34 ms. It can satisfy the practical application of practical and real-time requirements. Keywords: Image Sensor; Auto White Balance; Machine Vision；Bayer CFA; 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]。 目前，常用的自动白平衡方法有GW法(Gray World法/灰度世界法)[2]、Retinex法[3][4]、GWR法(Gray World-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]。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，难以保证工业现场实时本文Color Filter Array，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Bayer GWR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。 1 Bayer CFA结构 三块CCD同时曝光法单一CCD芯片三次曝光单CCD/CMOS芯片一次曝光CCD/CMOS图像传感器表面覆盖一红、绿、蓝每单个的像素都覆盖着不同的滤色片每个感光的像素只能捕获一种色彩。需要从相邻的像素那里获得更多的色彩信息 由图1可以看出，此CFA行排列交替使用红绿滤镜以及绿蓝滤镜，各滤色片的物理位置保持不变。 2 B