自动白平衡算法的研究与实现
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的今天 ， 白平 衡在 解决 图像 的 色彩 失 真 方 面起 着 至
１２ 白平衡 原理 ．
白平 衡 ＷＢ（ ｈｔ ｂｌｎｅ 是 一 种 去 除 非 正 常 ｗ ｉ ａ ｃ） ｅ ａ 颜 色 的过 程 。在各 种不 同 的色温 下 ， 目标 物 的色彩 会产 生变 化 。其 中 ， 白色 物 体 变化 的最 为 明显 。为 了尽 可 能减少外 来 光线 对 目标 颜 色 造成 的影 响 ， 在 不 同 的色 温 条 件 下 都 能还 原 出被 摄 目标 本 来 的色 彩， 需要进 行 色彩校正 ， 以达成 正确 的色彩平 衡 。
Ａｂｓｒ ｃ ｔ ａ ｔ： Ｔｈ ｓ ｉ ｐａ ｅ ｉ ｔｏ ｕ ｅ ｔ ｂ ｓｃ ｒｎ ｉ ｅ ｆ ｗｈ ｔ ｂ ｌｎ ｅ ｒｔｍｅｉ ｉ ｖ ｓｉａｉ ｇ ｎ ｐ ｒ ｎ ｒ ｄ ｃ ｓ ｈｅ ａ ｉ ｐ ｉ ｃｐｌ ｏ ｉｅ ａ ａ ｃ ａ ｈ ｉ ｔｃ， ｎ ｅ ｔｇ ｔ ａ ｄ ｎ ｄ ｓ ｕｓｉ ｇ ｔｅ ｃ ａ ａ ｔｒｓｉ ｓ ａ ｄ ｌｍｉａｉｎｓ ｏ ｏ ｍａ ｔ ａａ ｃ ｒｔ ｍｅｉ ． Ｓ ｒｃ ｔ ｄ ｌａ ｄ ｉｃ ｓｎ ｈ ｒ ｃｅ ｉｔ ｎ ｉ ｔｔｏ ｆｎ ｒ ｌｗｈｉ ｂ ｌｎ ｅ ａ ｈ ｈ ｃ ｅ ｉ ｔｃ ｔ ｔｍａ ｍｏ ｅ ｎ ｉ ｈ ａ ｉ ｍｅｉ ｒ ｃ ｓ ｒ ｉｅ ｕ ，ａ ｄ ｔ ｅ ｒ ａ ｅ ａ ｐ ｌｃ ｔ ｎ ａ ｅ ｄ ｓ ｕ ｓ ｄ ａ ｌ．Ｔｈ ｏ ｃ ｕ ｉｎ ｒｔ ｈ ｔ ｐ ｏ ｅ ｓ ａ ｅ ｇｖ ｎ ｏ ｔ ｎ ｏｙ ｂ ｓ ｎｄ ａ ｐ ｉａｉ ｖ ｉｃ ｓ ｅ ｓ ｗｅ１ ｃ ｈ ｏ ｅ ｃ ｎ ｌ ｓｏ
摘 要：介绍 了白平衡基本原理 ，通过对 图像 自动白平衡的算法研 究，讨论 了常用 白平衡算法 及其 特性 以及 约 束条件 ，给 出严 格 的数 学模 型 以及 处理 流 程 ，算 法 步骤 ；并 对 各 算 法的理 论 基
础 以及 实现 作 出相 应 讨论 ，通过 对 几种 白平 衡 方 法 算 法优 缺 点 、适 用 范 围 ，处理 结 果 的 比较 ，
视频 图像处理。
２ １ Ｂ Ｐ图像 文件格 式 ． Ｍ
Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ： ｗｈ ｔ ｂ ｌ ｎ ｅ； ｇ ａ ｗｏ ｌ ａ ｔ ｄｓ ｉ ｅ ａａ ｃ ｒｙ ｒｄ ｒ ｈｍｅｉ ｉ ｔｃ； ｐ ｒｅ ｔ ｅ ｅ ｔ ｒ ｓｕ ｔｏ ｅｆ ｃ ｒ ｆ ｃｏ ａ ｓ ｍｐ ｉ ｎ； ｃ ｌｒ ｅ ｅ ａｕ ｅ ｌ ｏｏ ｔｍｐ ｒ ｔ ｒ
ｅ ｔｍａｉ ｎ ｓｉ ｔ ｏ
分析得 出结论 。
关键词 ：白平衡 ； 灰度世界算法 ； 全反射理论算法 ；色温估计
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ａ ｄ ａ ｐ ｉａ ｉ ｎ ｏ ｕ ｏ ａ ｉ ｉ ｌ ｎ ｅ ａ ｉｈ ｅ ｉ ｓ ａ ｃ ｎ ｐ ｌ ｔｏ ｆａ ｔ ｍ ｔｃ ｗｈ ｔ ｂａ ａ ｃ ｒｔ ｍ ｔｃ ｃ ｅ
２ １ 年 第３ ０２ 期
文 章 编 号 ：０９— ５ ２ ２ １ ） ３— ０ ５— ４ １０ ２ ５ （０２ ０ ０ ８ ０ 中 图分 类 号 ：Ｐ０ ． Ｔ ３ １６ 文献标识码 ： Ａ
自动 白平衡 算 法 的研 究与 实现
史 榕
（ 华东师范大学信息科学与技术学院 ， 上海 ２ ０ ４ ） ０２ ６
关重要的作用。
１ 原理 简介
１ １ 色 温 的定 义 ．
同时， 因为白光 中的 Ｒ Ｂ分量强度相 同（ Ｇ Ｒ＝ Ｇ＝ ２５ ， Ｂ＝ ５ ）所以校正 了白色光 ， 也就可以校正其
他颜 色 的光 了。同理 ， 因为灰 色光 中 Ｒ Ｂ的分 量也 Ｇ 相 同 ， 以也可 以通过 校 正 灰 色 的光 来达 到 白平 衡 所
ｉ ｄ ａ ｎ ａ ｔｒｃ ｍｐ ｒ ｇ ａ ｄ ａ ａｙ ｉ ｇ ｔ ｅ ｍｅ ｔ ａ ｄ ｄ ｍｅ ｉ ，ａ ｐ ｉｄ ｒ ｎ ｅ ａ ｄ ｄ ａ ｉ ｇ ｒ ｓ ｌ ． ｓ ｒ ｗ ｆｅ ｏ ａ ｉ ｎ ｎ ｌ ｚ ｒ ｓ ｎ ｅ ｒ ｓ ｐ ｌ ａ ｇ ｎ ｅ ｌ ｅ ｕ ｔ ｎ ｎ ｈ ｉ ｔ ｅ ｎ ｓ
收 稿 日期 ：２ １ ０ １—１ ０—１ ３ 作者简介：史榕 （９ ７一）男 ， 士， １８ ， 硕 研究方 向为嵌入式 系统开发 和
线穿过的理想物体。 色温的单位使用开氏温标。色温是可见光的一
种 特性 。色温 越高 ， 谱 越偏 蓝色 ； 温 越 低 ， 温 光 色 则
度 越红 。
Ｓ Ｄｎ ＨＩ Ｒ ｇ
（ｎ ｏｍａｉｎＳｉｎｅａ ｄＴ ｃ ｎ ｌｇ ｏ ｅｅｏ ａｔＣ ｉａＮｏｍａ Ｕ ｉｅｓ ｙ Ｓ ａ ｇａ ０ ２ ６ Ｃ ｉａ Ｉ ｆｒ ｔ ｃ ｃ ｎ ｅｈ ｏｏｙＣ ｌ ｇ ｆ ｓ ｈｎ ｒ ｌ ｎｖｒｉ ， ｈ ｎ ｈ ｉ ０ ４ ， ｈｎ ） ｏ ｅ ｌ Ｅ ｔ ２
的 目的 。
色 温 的定 义 ： 色温 描述 的是 具 有 一定 表 面 温 度
的“ 体 ”（ ｌｃｂ ｄ ） 辐 射 光 的 光 谱 特 性 。 “ 黑 ｂａｋ ｏｙ 的 黑
体” 是可 以吸收所 有 入 射光 而 不 反射 光 线或 是让 光
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２ 算 法 实现
使用 Ｖ ６０ Ｃ ． 开发环境实现 自动 白平衡算法 ， 使 用标准 ｃ作为开发语言。
Ｏ 引 言
人眼在观察某一物体时， 可以根据当前光源性 质来调 整被 观察 的物 体颜 色 ， 当数 码 相 机等 摄 像 而
设备拍 摄某 物体 时却往往 难 以实现 通用 的 自动 白平 衡功 能 。数码 摄像设 备 的 白平 衡模 块就需 要对 白色 的物体 进行色 彩 的还 原 。在数码 摄像 技术 广泛应 用
１２ 白平衡 原理 ．
白平 衡 ＷＢ（ ｈｔ ｂｌｎｅ 是 一 种 去 除 非 正 常 ｗ ｉ ａ ｃ） ｅ ａ 颜 色 的过 程 。在各 种不 同 的色温 下 ， 目标 物 的色彩 会产 生变 化 。其 中 ， 白色 物 体 变化 的最 为 明显 。为 了尽 可 能减少外 来 光线 对 目标 颜 色 造成 的影 响 ， 在 不 同 的色 温 条 件 下 都 能还 原 出被 摄 目标 本 来 的色 彩， 需要进 行 色彩校正 ， 以达成 正确 的色彩平 衡 。
Ａｂｓｒ ｃ ｔ ａ ｔ： Ｔｈ ｓ ｉ ｐａ ｅ ｉ ｔｏ ｕ ｅ ｔ ｂ ｓｃ ｒｎ ｉ ｅ ｆ ｗｈ ｔ ｂ ｌｎ ｅ ｒｔｍｅｉ ｉ ｖ ｓｉａｉ ｇ ｎ ｐ ｒ ｎ ｒ ｄ ｃ ｓ ｈｅ ａ ｉ ｐ ｉ ｃｐｌ ｏ ｉｅ ａ ａ ｃ ａ ｈ ｉ ｔｃ， ｎ ｅ ｔｇ ｔ ａ ｄ ｎ ｄ ｓ ｕｓｉ ｇ ｔｅ ｃ ａ ａ ｔｒｓｉ ｓ ａ ｄ ｌｍｉａｉｎｓ ｏ ｏ ｍａ ｔ ａａ ｃ ｒｔ ｍｅｉ ． Ｓ ｒｃ ｔ ｄ ｌａ ｄ ｉｃ ｓｎ ｈ ｒ ｃｅ ｉｔ ｎ ｉ ｔｔｏ ｆｎ ｒ ｌｗｈｉ ｂ ｌｎ ｅ ａ ｈ ｈ ｃ ｅ ｉ ｔｃ ｔ ｔｍａ ｍｏ ｅ ｎ ｉ ｈ ａ ｉ ｍｅｉ ｒ ｃ ｓ ｒ ｉｅ ｕ ，ａ ｄ ｔ ｅ ｒ ａ ｅ ａ ｐ ｌｃ ｔ ｎ ａ ｅ ｄ ｓ ｕ ｓ ｄ ａ ｌ．Ｔｈ ｏ ｃ ｕ ｉｎ ｒｔ ｈ ｔ ｐ ｏ ｅ ｓ ａ ｅ ｇｖ ｎ ｏ ｔ ｎ ｏｙ ｂ ｓ ｎｄ ａ ｐ ｉａｉ ｖ ｉｃ ｓ ｅ ｓ ｗｅ１ ｃ ｈ ｏ ｅ ｃ ｎ ｌ ｓｏ
摘 要：介绍 了白平衡基本原理 ，通过对 图像 自动白平衡的算法研 究，讨论 了常用 白平衡算法 及其 特性 以及 约 束条件 ，给 出严 格 的数 学模 型 以及 处理 流 程 ，算 法 步骤 ；并 对 各 算 法的理 论 基
础 以及 实现 作 出相 应 讨论 ，通过 对 几种 白平 衡 方 法 算 法优 缺 点 、适 用 范 围 ，处理 结 果 的 比较 ，
视频 图像处理。
２ １ Ｂ Ｐ图像 文件格 式 ． Ｍ
Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ： ｗｈ ｔ ｂ ｌ ｎ ｅ； ｇ ａ ｗｏ ｌ ａ ｔ ｄｓ ｉ ｅ ａａ ｃ ｒｙ ｒｄ ｒ ｈｍｅｉ ｉ ｔｃ； ｐ ｒｅ ｔ ｅ ｅ ｔ ｒ ｓｕ ｔｏ ｅｆ ｃ ｒ ｆ ｃｏ ａ ｓ ｍｐ ｉ ｎ； ｃ ｌｒ ｅ ｅ ａｕ ｅ ｌ ｏｏ ｔｍｐ ｒ ｔ ｒ
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分析得 出结论 。
关键词 ：白平衡 ； 灰度世界算法 ； 全反射理论算法 ；色温估计
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２ １ 年 第３ ０２ 期
文 章 编 号 ：０９— ５ ２ ２ １ ） ３— ０ ５— ４ １０ ２ ５ （０２ ０ ０ ８ ０ 中 图分 类 号 ：Ｐ０ ． Ｔ ３ １６ 文献标识码 ： Ａ
自动 白平衡 算 法 的研 究与 实现
史 榕
（ 华东师范大学信息科学与技术学院 ， 上海 ２ ０ ４ ） ０２ ６
关重要的作用。
１ 原理 简介
１ １ 色 温 的定 义 ．
同时， 因为白光 中的 Ｒ Ｂ分量强度相 同（ Ｇ Ｒ＝ Ｇ＝ ２５ ， Ｂ＝ ５ ）所以校正 了白色光 ， 也就可以校正其
他颜 色 的光 了。同理 ， 因为灰 色光 中 Ｒ Ｂ的分 量也 Ｇ 相 同 ， 以也可 以通过 校 正 灰 色 的光 来达 到 白平 衡 所
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收 稿 日期 ：２ １ ０ １—１ ０—１ ３ 作者简介：史榕 （９ ７一）男 ， 士， １８ ， 硕 研究方 向为嵌入式 系统开发 和
线穿过的理想物体。 色温的单位使用开氏温标。色温是可见光的一
种 特性 。色温 越高 ， 谱 越偏 蓝色 ； 温 越 低 ， 温 光 色 则
度 越红 。
Ｓ Ｄｎ ＨＩ Ｒ ｇ
（ｎ ｏｍａｉｎＳｉｎｅａ ｄＴ ｃ ｎ ｌｇ ｏ ｅｅｏ ａｔＣ ｉａＮｏｍａ Ｕ ｉｅｓ ｙ Ｓ ａ ｇａ ０ ２ ６ Ｃ ｉａ Ｉ ｆｒ ｔ ｃ ｃ ｎ ｅｈ ｏｏｙＣ ｌ ｇ ｆ ｓ ｈｎ ｒ ｌ ｎｖｒｉ ， ｈ ｎ ｈ ｉ ０ ４ ， ｈｎ ） ｏ ｅ ｌ Ｅ ｔ ２
的 目的 。
色 温 的定 义 ： 色温 描述 的是 具 有 一定 表 面 温 度
的“ 体 ”（ ｌｃｂ ｄ ） 辐 射 光 的 光 谱 特 性 。 “ 黑 ｂａｋ ｏｙ 的 黑
体” 是可 以吸收所 有 入 射光 而 不 反射 光 线或 是让 光
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２ 算 法 实现
使用 Ｖ ６０ Ｃ ． 开发环境实现 自动 白平衡算法 ， 使 用标准 ｃ作为开发语言。
Ｏ 引 言
人眼在观察某一物体时， 可以根据当前光源性 质来调 整被 观察 的物 体颜 色 ， 当数 码 相 机等 摄 像 而
设备拍 摄某 物体 时却往往 难 以实现 通用 的 自动 白平 衡功 能 。数码 摄像设 备 的 白平 衡模 块就需 要对 白色 的物体 进行色 彩 的还 原 。在数码 摄像 技术 广泛应 用