高清摄像机自动白平衡和自动曝光算法研究及实现

发布时间：2019-07-16 11:32

【摘要】：数字摄像机由于其操作的简易性以及即拍即看的便捷性深受广大消费者喜爱。如果说数字摄像机中的预处理是高质量图像的保障,那么摄像机中的三种预处理自动化系统:自动白平衡、自动曝光、自动对焦,则是拍摄简易化的幕后功臣,且对最终的图像质量有着极其重大的影响。本论文针对数字摄像机预处理中的两种自动化功能——自动白平衡以及自动曝光——进行探讨和研究。在自动白平衡方面,详细阐述了数字相机自动白平衡算法的基本原理,对当前各种算法,如灰度世界算法、完美反射算法以及综合算法等进行详细研究,并对各种算法的性能进行评估分析,指出了现有一些算法的不足之处;结合实验室硬件架构设计实现方案,提出了一种基于软件/硬件协同工作的实现机制,可在较小的资源占用情况下达到较好的自动白平衡效果。其中,硬件部分负责对于实时图像原始数据的统计,采用Verilog HDL语言描述,软件部分负责DSP中的方程计算,采用C语言进行编程;最终达到自动白平衡的效果,并针对不同场景对自动白平衡效果进行评估。在自动曝光方面,对已有的几种自动曝光算法进行深入研究,主要包括:平均亮度法、权重均值算法、基于亮度直方图的自动曝光算法、基于图像熵的自动曝光算法等;针对现有的基于图像熵的自动曝光算法在最佳曝光时间判断、曝光时间增量设定、峰值区域查找三个方面的不足之处,本论文提出一种改进的基于图像熵的自动曝光算法;对不同场景下不同算法的曝光过程进行实验来评估曝光效果,证明了改进后的算法曝光效果更加理想且适用于不同场景,通过和原有的基于图像熵的自动曝光算法的实验对比,发现改进算法的曝光过程更加快速准确;最终证明所提出的改进的基于图像熵的算法是一种有效且合理的自动曝光算法。
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TN948.41

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本文编号：2515053