以如果照相机的色彩调整同景物照明的色温不一致就会
发生偏色。为了贴近人的视觉标准，必须模仿人类大脑
并根据光线调整色彩，也需要自动或手动调整白平衡达
到令人满意的色彩。白平衡是针对不同色温条件，通过
调整使拍摄出来的图像抵消偏色，更接近人眼的视觉习
惯。白平衡可以简单地理解为在任意色温条件下，相机
晰图像的基本保障。下面重点介绍噪声去除、自动白平
衡、自动曝光控制、自动聚焦控制，其中后3个功能就
是图像信号处理经常提到的3A处理功能。
1．1
噪声去除
数字图像的噪声主要来源于图像的获取(数字化过
程)和传输过程。图像传感器的工作情况受各种因素的
影响，如图像获取中的环境条件和传感元器件自身的质 镜头所拍摄的标准白色经过相关算法调整，使之成像后
量。例如，使用CMOS照相机获取图像，光照程度和传
感器温度是生成图像中产生大量噪声的主要因素。同时
当信号经过ADC时，又会引入其他一些噪声。这些噪声
会使图像整体变的模糊，而且丢失很多细节，令人眼难
以接受。所以需要对图像进行去噪处理，以去除这些干
扰。
仍然为白色。
自动白平衡的主要算法可以分为基于单幅图像的
简单像素级统计的方法、GAMUT—based方法、基于多
幅图像学习的方法几类。其中基于单幅图像的简单像素
级统计的方法是目前可以满足实际工程中实时需求的方
法。该方法主要有灰度世界算法、自动搜索白点白平衡
传统的空间去噪方法有均值滤波和中值滤波。均值 算法、最大RGB算法等。灰度世界自动白平衡和自动搜
索白点白平衡有各自的优点和使用场合。灰度世界自动
白平衡对于图像的还原效果虽然没有自动搜索白点白平
滤波能够有效地平滑噪声，但同时会将边缘变模糊。为
尽量避免这个问题，通常用较小的滑窗(如3× 3像素或
5× 5像素)对图像进行操作。中值滤波法与均值滤波法 衡的效果好，但是它能够适应几乎所有的场景和光源。
操作过程类似，所不同的是中值滤波法用滑窗内所有像 后者虽然在效果上占有优势，但是对于一些特殊的场景
素值的中间值代替滑窗中心的像素值。同样，这种方法
在平滑噪声的同时将使边缘模糊，并会丢失细小的线性
特征。5× 5像素的中值滤波器将导致可观的边缘模糊。
传统的空间去噪方法都是在RGB彩色空间中进行
的，需要三维的图像数据，对RGB三基色分别进行滤
波，需要完整的RGB．三色值，即需要对bayer型模式的数
据进行内插之后的图像。这种方法虽然能够提高滤波效
情况就无能为力了，如在某个场景中主要以单色调为
主，那么它就不能找到足够多的白点进行白平衡计算。
因此灰度世界自动白平衡可以用作自动搜索白点白平衡
的一个补充，这样能更好地提高图像信号处理的适用范
围。
1．3自动曝光控制技术
在实际拍照过程中。经常会出现场景过渡的情况，
果，但是会占用过多的硬件资源，鉴于此，有人提出一 例如从室内到室外、在黑暗的环境下打开灯等。室内的
光源一般为El光灯光源，室外光源为太阳光，太阳光的
对二维灰度图像进行滤波处理，它的硬件资源消耗可以 强度一般是日光灯的几百倍到上千倍。人眼可以通过虹
种基于bayer型模式的双边自适应滤波器。该滤波器仅需
膜调整瞳孔的大小，控制1111青的进光量，达到自我调节
的效果。所以，当人从室内走到室外的一瞬间会觉得光
线刺眼，但过一会，一旦适应了外部环境，就会感觉室
外的物体也不比室内的亮很多。然而CMOS传感器却不
知道此时光源发生了改变，如果仍然按照室内的曝光时
间来对室外物体进行曝光，就会产生过曝现象，即整个
图像画面几乎变成纯白色，无法再看清其中的物体。因
此，需要对曝光时间和增益大小进行调整，达到一个新
减小为前者的1／3。双边自适应滤波器不仅对各类噪声有
良好的滤除能力，还能使图像中的细节得到很好保留。
1．2自动白平衡技术
物体反射出的光的彩颜色视光源色彩而定，人眼
之所以把一些物体看成白色，是因为人的大脑可以侦测
并且更正这样的色彩改变。因此。不论在阳光、阴霆天
气、室内或荧光下，人们所看到的白色物体颜色依旧。
比如在钨丝灯下呆久了，并不会觉得钨丝灯下的白纸偏
红，如果突然把日光灯改为钨丝灯照明，就会觉查到白 的平衡。同理，对于其他情况，如从暗到亮、从亮到非
纸的颜色偏红了，但这种感觉也只能够持续一会儿。 常亮、从非常亮到亮、从亮到暗等情况，都需要进行这
CCD、CMOS传感器并不能像人眼那样具有适应性，所 种调节。自动曝光控制是通过特定的算法，对已拍图像
．83．
万方数据
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