IBS RL400 MLR R DIO6/1 LK / 2734769 討論白平衡，那就要從色溫（CCT）談起，色溫顧名思義就是色彩的溫度，但是這個(gè)色溫和我們一般所認(rèn)知的冷色、暖色不同，它指的是一個(gè)絕對(duì)黑體（物理學(xué)家想象出來(lái)的）從絕對(duì)零度（-273℃）開始持續(xù)加溫所呈現(xiàn)出來(lái)的顏色，譬如在煉鋼爐里給一塊鐵加熱，就會(huì)從黑-》暗紅-》亮紅-》金黃，接著就融化了，因?yàn)殍F的熔點(diǎn)是1535℃，所以更高溫度的顏色就看不到。但從焊接用的火可以看到藍(lán)色的火焰，那是更高的溫度所輻射出來(lái)的顏色。
這些顏色的差異來(lái)自于不同波長(zhǎng)光線的比例不同，如下圖所示，色溫低的情況下（紅色）波長(zhǎng)較長(zhǎng)的光線比例較大，反之亦然。那么就造成白色在高色溫的光線照射下顯得較藍(lán)，在低色溫的光線下顯得較黃。
將不同色溫下的白色在色品圖上連接起來(lái)就形成了普朗克曲線：
而人眼中的白色總是R = G = B，那么白平衡所做的事情就是在不同色溫條件下將圖像做歸一化，也就是如下將sensor響應(yīng)的RGB分別乘上一個(gè)系數(shù)，使得“白色成為白色”。
R‘ = R x R_Gain
G’ = G x G_Gain
B‘ = B x B_Gain
使得R‘ = G’ = B‘。
總而言之，白平衡的目的就是讓物體在不同光源條件下所呈現(xiàn)出來(lái)的顏色，恢復(fù)到物體的固有色。
2. 白平衡的幾種方法
根據(jù)白平衡的進(jìn)化史，下面由遠(yuǎn)及近介紹了幾種白平衡的方法。
2.1 灰世界
最初的白平衡是由Buchsbaum提出的一個(gè)叫灰世界的假說(shuō)而來(lái)。這個(gè)假說(shuō)指的是在一副色彩多樣的圖像中，最終所有顏色的平均統(tǒng)計(jì)值應(yīng)該是一致的，也就是灰色的。
這個(gè)假說(shuō)是由下列的公式推導(dǎo)而出。
f是圖像，e（λ）代表入射光頻譜，s（λ）代表物體反射率，c（λ）代表sensor的感光度，λ代表波長(zhǎng)。
e代表sensor對(duì)光源的響應(yīng)，在特定光源情況下應(yīng)該是一個(gè)常數(shù)。
Buchsbaum就提出：一張普通圖像的反射率對(duì)圖像的積分再求平均會(huì)是一個(gè)恒定值k，也就是說(shuō)圖像的顏色做整體平均后會(huì)是一張灰色，也就是無(wú)色的圖。
將f（x）帶入公式后可以做出如下推導(dǎo)：
這個(gè)方法非常的簡(jiǎn)單和直觀，也是最經(jīng)典和傳統(tǒng)的算法，后續(xù)算法都是在此基礎(chǔ)上衍生而來(lái)。但是此算法有一個(gè)致命的缺陷，當(dāng)背景有大片單一顏色時(shí)（比如草地，藍(lán)天等），該算法就會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的色差。
2.2 完美反射
完美反射法（perfect reflection）基于白色是將光全部反射這個(gè)基礎(chǔ)上，也就是說(shuō)圖像上如果有白色區(qū)域，那么它就會(huì)呈現(xiàn)出該色溫條件下光原本的顏色，也就是會(huì)落在普朗克曲線上。完美反射法可以很大程度的彌補(bǔ)灰世界法的不足，在HDR場(chǎng)景下效果很好，但是依賴于圖像中有白色這個(gè)前提條件，倘若圖像中沒有白色，或者噪聲很強(qiáng)，方法就會(huì)失效。
2.3 早期的白塊法
接下來(lái)的思路就是如何找到白點(diǎn)/白塊。早期的思路是將RGB圖像先轉(zhuǎn)換到某個(gè)色彩空間，譬如下圖中YCbCr，Y是垂直于該平面晚些考慮，那么在原點(diǎn)附近就是色度接近0的區(qū)域，也就是我們要尋找的白塊。將這個(gè)區(qū)域內(nèi)的所有點(diǎn)做一個(gè)平均，平均點(diǎn)的坐標(biāo)就認(rèn)為是這個(gè)圖像色溫下可能的白色，然后將圖像色彩根據(jù)平均點(diǎn)做轉(zhuǎn)換，逐步收斂。
設(shè)定了區(qū)域直徑后再考慮Y軸方向，只將最亮的點(diǎn)篩選出來(lái)認(rèn)為是白點(diǎn)。
這個(gè)區(qū)域的直徑也就是該方法主要考慮的問題，設(shè)的太大就會(huì)導(dǎo)致將原本不是白色的顏色納入計(jì)算也會(huì)造成偏差，設(shè)的太小就會(huì)造成樣本量太小。
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