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，如何進一步獲得高質量的圖像成為廣泛的關注點。為了得到高質量的圖像，不但需要性能良好的硬件，還需要更好的圖像預處理算法配合硬件實現圖像質量的提升?；趫D像信息對設備進行控制的3A算法是圖像預處理算法的重要組成部分，由自動白平衡算法（AWB）、自動調焦算法（AF）、自動曝光算法（AE）組成。本文對許多經典的3A算法進行了研究，通過實驗分析其特點和適用情況，給出符合圖像處理實時性、多適用性的3A算

2、法。
　　本文首先給出了與圖像處理以及3A算法相關的主要概念與原理，概述了圖像色彩學基本知識，簡要介紹了圖像成像理論，并歸納了圖像采集模型，研究了數字圖像處理的一般過程和步驟。其次，給出了自動白平衡控制、自動曝光控制以及自動調焦控制的主要過程。對比分析了現有幾種自動白平衡經典算法，詳細介紹一種以動態(tài)閾值為基礎的自動白平衡算法，給出該算法的設計流程和實現；介紹了圖像自動曝光算法的實現機制和過程，簡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態(tài)范圍場景的自動曝光算法的原理，進一步對基于光照情況檢測的自動曝光控制算法的實現進行研究；介紹了自動調焦控制的實現過程，對灰度梯度、頻域計算和信息學熵等評價函數進行分析和比較，闡述了常用的對焦點搜索算法和調焦窗口選擇方法，對調焦搜索算法進行了改進。在上述基礎上，探索了3A算法在圖像處理上的實現，分別對三種算法設置測試實驗，在不同場景和不同條件下利用本文的3A算法處理測試圖像，采用主觀檢測和客觀分析等方法評價處理

4、結果，進一步對算法性能進行評估。
　　分析和實驗表明，本文中基于動態(tài)閾值的自動白平衡算法能夠在不同光源照射下對顏色單一和顏色豐富的圖像場景做出較好的判斷和色差校正；基于光照條件檢測的自動曝光算法能較準確的根據光照條件進行曝光的處理，在曝光不足和曝光過度的情況下能調節(jié)圖像亮度使其在合適的范圍內。自動調焦過程結合不同清晰度評價函數的特點，針對搜索過程中粗調和精調的不同要求，結合應用不同的評價函數能夠達到較好的調焦效果。本文所論述3A算