文獻標識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.200824
中文引用格式： 王超，甄國涌，單彥虎. 基于FPGA的暗通道白平衡算法設計與實現[J].電子技術應用，2021，47(2)：77-80，91.
英文引用格式： Wang Chao，Zhen Guoyong，Shan Yanhu. Design and implementation of dark channel white balance algorithm based on FPGA[J]. Application of Electronic Technique，2021，47(2)：77-80，91.
0 引言
機器視覺技術的快速發展對圖像處理速度以及精度提出了更高的技術要求，顏色作為人類生活最敏感的一部分，在不同的光源下，人眼的恒常性使人可以在不同光源下準確識別物體本身固有色彩[1]，但圖像傳感器服從的光線投射率模型使其采集到的物體本身固有顏色嚴重受到環境光源的影響[2]。為消除其受環境光源的影響，實時校正偏色圖像的自動白平衡算法成為圖像處理的一種關鍵技術。
目前成熟的白平衡算法在部分平臺以及部分場景中已經成功應用。暗通道灰度世界改進算法已經成功在圖像處理芯片上驗證，但是其處理時間仍需要96 ms，無法滿足高幀頻圖像采集系統需求[3]；灰度世界與完美反射組合而成的白平衡算法[4]、基于邊沿檢測的白平衡算法[5]、基于直方圖白平衡算法[6]以及暗通道加權算法[7]在FPGA設備上的實現需要對一幀圖像進行統計、計算后再進行圖像白平衡校正，大量RAM資源、多位寬乘法器以及除法器被應用，導致處理器資源分配面臨挑戰；灰度世界法(GWM)與完美反射法(PRM)由于其原理簡單已經在FPGA中實現，但是在高分辨率以及過度曝光場景中，本身固有缺點限制其無法正常完成白平衡校正，限制了其使用環境。
因此，本文提出一種基于暗通道光線透射率的自動白平衡校正算法。該算法在FPGA上將圖像采集與白平衡校正并行處理，確保數據采集實時性的同時完成當前圖像偏色校正，完全可以應對場景中的物體移動。暗通道白平衡算法的實現可以滿足色彩準確率以及系統實時性要求，為機器視覺中的移動物體檢測與識別提供準確的色彩依據。
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作者信息:
王 超，甄國涌，單彥虎
(中北大學 電子測試技術國家重點實驗室，山西 太原030051)