由于人类视觉系统具有颜色恒常性的特点,当照射在物体上的光源发生变化时,人类视觉能够在一定范围内认为该物体的颜色是不变的。而图像传感器将光学图像转换为电子信号的过程中并不具有人眼独特的适应性,使得拍摄的图片受到光源的影响产生色偏,为了消除光源颜色的影响,需要采用合适的白平衡技术校正色偏。针对常见基于直方图的白平衡算法对于RGB各通道直方图分布存在大量高饱和像素值时失效的问题,本文提出了一种基于直方图匹配改进的自动白平衡算法。利用RGB通道直方图的分布特点对基于直方图匹配的白平衡算法增加有效性判断,并针对直方图存在大量高饱和像素值的图片采用直方图平移算法处理,平移系数通过最大的直方图重叠面积求出。本文算法结合直方图匹配与直方图平移的特点,弥补单个算法的不足,更适用于各种光源下拍摄的多种场景。进一步对提出的白平衡算法进行VLSI设计,设计过程中直方图匹配采用累加匹配并行的方式实现,省去累积直方图的存储,减少运算次数。采用SMIC 65nm工艺进行逻辑综合和静态时序分析得到白平衡模块最高时钟频率为150MHz,总面积消耗为95850um~2,总功耗为6.37mW。本文算法在校正效果上具有明显优势,此外相比于传统的自动白平衡算法,本文算法的输入输出延迟得到减少,只需一个时钟周期;相比于其他基于直方图的自动白平衡算法设计,本算法多消耗了2.4%的硬件资源,使得算法的适用范围提高了13.8%。