基于FPGA的Bayer彩色自动白平衡设计与实现

时间分析：相机输入4行数据的时钟周期数至少为1 144×4=4 576 T，上述过程操作时间为：1 024/4×12=3 072 T，所以上述转换过程能在色温校正模块填满半页DPRAM的时间内完成，且不会产生访问DPRAM冲突。在满足时间的条件下，可以寻址更多的点，采用更复杂的插值方法做转换。

色温统计模块，在接收到转换信号后，完成RGB到YCbCr色彩空间转换，并把符合式(5)的点的Cb和Cr值累加，在一帧末的时候，完成除法运算，输出满足条件点的Cb和Cr的平均值以及Control信号。


4 实验结果

在试验的过程中参数(χ，α，β，γ，φ，M，N)分别设定为(120，30，30，50，100，8，2000)。图9为在荧光灯下的偏绿图像及其各通道直方图，图10为硬件白平衡后的图像及其直方图。图11、图12是户外拍摄图像及恢复的情况。

由图9、图10可以看出荧光灯下的物体偏绿，且G通道直方图高灰度级的像素明显多于其他通道。处理后的图像视觉效果较好，各通道像素灰度级趋于均衡。通过实验发现，处理后的图像比原图偏亮，这可以通过前级调光系统实现更好的处理效果。

本文分析了目前的自动白平衡算法，结合EDA设计的特点，对迭代法进行了改进，能有效抑制色彩振荡。系统能根据场景色温的变化，实时调整色温修正系数，恢复场景的真实色彩。结合当前相机常用的Camera Link接口，在一块芯片上实现了图像预处理，减小了CPU运算负担，系统功耗小，应用前景较好。