[发明专利]一种基于FPGA的实时图像自动白平衡系统及方法

权利要求书

1.一种基于FPGA的实时图像自动白平衡系统，其特征在于：包括数据转换模块、统计模块、图像插值模块、存储器接口驱动模块、计算比值模块、阈值产生模块、三分量调整模块、计算调整系数模块，在FPGA中实现；

外部传感器将采集的Bayer格式图像数据，包括多比特数据、1bit场同步信号和1bit行同步信号，分别送至数据转换模块和统计模块；

统计模块，以2x2像素为单元统计Bayer格式图像数据中红Red、绿Green、蓝Blue这三个分量的均值，分别为红Red的全图像均值R1ave、绿Green的全图像均值G1ave、蓝Blue全图像均值B1ave，送至计算比值模块；

计算比值模块，从红Red的全图像均值R1ave、绿Green的全图像均值G1ave、蓝Blue全图像均值B1ave中找出最大的均值Kmax和最小的均值Kmin，再将最大的均值Kmax和最小的均值Kmin的比值K送至阈值产生模块；

阈值产生模块根据最大的均值和最小的均值的比值K，确定阈值参数fv，确定方法如下：

K≥2fv=Kmax+50Kmax≤170220Kmax>170]]>

1.5≤K<2fv=Kmax+40Kmax≤160200Kmax>160]]>

1.2≤K＜1.5fv＝Kmin

1≤K＜1.2fv＝50；

将阈值参数fv送至计算调整系数模块；

数据转换模块，根据1bit行同步信号和1bit场同步信号，将多比特数据进行位宽转换并通过存储器接口驱动模块存储至外部存储器；同时数据转换模块，通过存储器驱动接口模块，从外部存储器中按行读出Bayer格式图像数据，同时产生1bit新的行同步信号和1bit新的场同步信号，并将按行读出的Bayer格式图像数据、1bit新的行同步信号和1bit新的场同步信号送至图像插值模块；

图像插值模块，根据1bit新的行同步信号和1bit新的场同步信号，对按行读出的Bayer格式图像数据进行插值，插成三基色RGB彩色图像，该三基色RGB彩色图像包括R分量、G分量、B分量、三基色RGB彩色图像的场同步信号、三基色RGB彩色图像的行同步信号，分别送至三分量调整模块和计算调整系数模块；

计算调整系数模块，选出三基色RGB彩色图像中R分量、G分量、B分量都大于阈值参数fv的像素点，再统计该三基色RGB彩色图像中R分量、G分量、B分量都大于阈值参数fv的像素点的均值R2ave、G2ave和B2ave，根据该三基色RGB彩色图像中R分量、G分量、B分量都大于阈值参数fv的像素点的均值，确定R的调整系数u、G的调整系数v、B的调整系数w，公式如下：

u=KaveR2ave,v=KaveG2ave,w=KaveG2ave]]>

式中Kave＝(R2ave+G2ave+B2ave)/3；

然后将R的调整系数u、G的调整系数v、B的调整系数w，送至三分量调整模块；

三分量调整模块，根据三基色RGB彩色图像的场同步信号、三基色RGB彩色图像的行同步信号，对图像插值模块送来的三基色RGB彩色图像进行调整，得到调整后的RGB三分量，即调整后的红色分量R’、调整后的红色分量G’和调整后的红色分量B’，和调整后的三基色RGB彩色图像的场同步信号、调整后的三基色RGB彩色图像的行同步信号，即完成图像白平衡，调整公式为：R’＝R×u，G’＝G×v，B’＝B×w；

将三分量调整模块调整后的三基色RGB彩色图像输出。