基于圖像分析的3A算法研究.pdf

1、隨著微處理器、圖像傳感器等硬件性能的大幅提升，如何進(jìn)一步獲得高質(zhì)量的圖像成為廣泛的關(guān)注點(diǎn)。為了得到高質(zhì)量的圖像，不但需要性能良好的硬件，還需要更好的圖像預(yù)處理算法配合硬件實(shí)現(xiàn)圖像質(zhì)量的提升?；趫D像信息對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制的3A算法是圖像預(yù)處理算法的重要組成部分，由自動(dòng)白平衡算法（AWB）、自動(dòng)調(diào)焦算法（AF）、自動(dòng)曝光算法（AE）組成。本文對(duì)許多經(jīng)典的3A算法進(jìn)行了研究，通過實(shí)驗(yàn)分析其特點(diǎn)和適用情況，給出符合圖像處理實(shí)時(shí)性、多適用性的3A算

2、法。
　　本文首先給出了與圖像處理以及3A算法相關(guān)的主要概念與原理，概述了圖像色彩學(xué)基本知識(shí)，簡(jiǎn)要介紹了圖像成像理論，并歸納了圖像采集模型，研究了數(shù)字圖像處理的一般過程和步驟。其次，給出了自動(dòng)白平衡控制、自動(dòng)曝光控制以及自動(dòng)調(diào)焦控制的主要過程。對(duì)比分析了現(xiàn)有幾種自動(dòng)白平衡經(jīng)典算法，詳細(xì)介紹一種以動(dòng)態(tài)閾值為基礎(chǔ)的自動(dòng)白平衡算法，給出該算法的設(shè)計(jì)流程和實(shí)現(xiàn)；介紹了圖像自動(dòng)曝光算法的實(shí)現(xiàn)機(jī)制和過程，簡(jiǎn)要給出了基于直方圖的方法、基于圖像分

3、區(qū)的方法和基于圖像熵的高動(dòng)態(tài)范圍場(chǎng)景的自動(dòng)曝光算法的原理，進(jìn)一步對(duì)基于光照情況檢測(cè)的自動(dòng)曝光控制算法的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行研究；介紹了自動(dòng)調(diào)焦控制的實(shí)現(xiàn)過程，對(duì)灰度梯度、頻域計(jì)算和信息學(xué)熵等評(píng)價(jià)函數(shù)進(jìn)行分析和比較，闡述了常用的對(duì)焦點(diǎn)搜索算法和調(diào)焦窗口選擇方法，對(duì)調(diào)焦搜索算法進(jìn)行了改進(jìn)。在上述基礎(chǔ)上，探索了3A算法在圖像處理上的實(shí)現(xiàn)，分別對(duì)三種算法設(shè)置測(cè)試實(shí)驗(yàn)，在不同場(chǎng)景和不同條件下利用本文的3A算法處理測(cè)試圖像，采用主觀檢測(cè)和客觀分析等方法評(píng)價(jià)處理

4、結(jié)果，進(jìn)一步對(duì)算法性能進(jìn)行評(píng)估。
　　分析和實(shí)驗(yàn)表明，本文中基于動(dòng)態(tài)閾值的自動(dòng)白平衡算法能夠在不同光源照射下對(duì)顏色單一和顏色豐富的圖像場(chǎng)景做出較好的判斷和色差校正；基于光照條件檢測(cè)的自動(dòng)曝光算法能較準(zhǔn)確的根據(jù)光照條件進(jìn)行曝光的處理，在曝光不足和曝光過度的情況下能調(diào)節(jié)圖像亮度使其在合適的范圍內(nèi)。自動(dòng)調(diào)焦過程結(jié)合不同清晰度評(píng)價(jià)函數(shù)的特點(diǎn)，針對(duì)搜索過程中粗調(diào)和精調(diào)的不同要求，結(jié)合應(yīng)用不同的評(píng)價(jià)函數(shù)能夠達(dá)到較好的調(diào)焦效果。本文所論述3A算