什么是白平衡

一些基本概念

• 白平衡 白平衡是通过对白色被摄物的颜色还原（产生纯白的色彩效果），进而达到其他物体色彩准确还原的一种数字图像色彩处理的计算方法。

• 黑体 黑体（Black body），是一个理想化的物体，它能够吸收外来的全部电磁辐射，并且不会有任何的反射与透射。换句话说，黑体对于任何波长的电磁波的吸收系数为1，透射系数为0。 物理学家以此作为热辐射研究的标准物体。它能够完全吸收外来的全部电磁辐射，并且不会有任何的反射与透射，这种物体就是绝对黑体，简称黑体。 在室温下，黑体辐射的能量集中在长波电磁辐射和远红外波段，当黑体温度到几百摄氏度之后，黑体开始发出可见光。
  黑体辐射出来的光线称为黑体辐射，黑体单位表面积的辐射功率P与其温度的四次方成正比，即： 式中称为斯特藩-玻尔兹曼常数，又称为斯特藩常数。

• 色温 色温是表示光线中包含颜色成分的一个计量单位。从理论上讲，色温是指绝对黑体从绝对零度( -273℃)开始加温后所呈现的颜色。黑体在受热后,逐渐由黑变红,转黄,发白,最后发出蓝色光。当加热到一定的温度，黑体发出的光所含的光谱成分，就称为这一温度下的色温，计量单位为“K” （开尔文）。 色温越高光色越偏蓝；色温越低则偏红。

相机白平衡的工作原理

摄像机内部有三个CCD电子耦合元件，他们分别感受蓝色、绿色、红色的光线，在预置情况下这三个感光电路电子放大比例是相同的，为1：1：1的关系，白平衡的调整就是根据被调校的景物改变了这种比例关系。比如被调校景物的蓝、绿、红色光的比例关系是2：1：1（蓝光比例多，色温偏高），那么白平衡调整后的比例关系为1：2：2，调整后的电路放大比例中明显蓝的比例减少，增加了绿和红的比例，这样被调校景物通过白平衡调整电路到所拍摄的影像，蓝、绿、红的比例才会相同。也就是说如果被调校的白色偏一点蓝，那么白平衡调整就改变正常的比例关系减弱蓝电路的放大，同时增加绿和红的比例，使所成影像依然为白色。

真正的影像结果是偏蓝还是偏红不仅仅取决于照相机内的色温，还取决于拍摄现场的色温，而拍摄效果是机内色温与现场色温的差值决定的。在这里我们可以直接牢记这一使用规律：机内色温高于现场色温，画面色调偏红；机内色温低于现场色温，画面色调偏蓝；机内色温等于现场色温，画面色调正常。

白平衡产生的原因及矫正

Camera感光元件作为单纯的光电转换采集电子元件，将物体反射到感光元件的直接结果不经处理的成像出来。因此在不同光源下白色物体成像在Sensor上时，信号呈现出来的结果RGB比例会有所差异。 白平衡算法的核心是判断图像的色温，是在白天、 晚上、室内、是我还是烈日、夕阳等。 白平衡的流程 标定-》统计-》校正

典型自动白平衡算法

1. 灰度世界
2. 完美反射
3. 动态阈值
4. 白点法
5. 场景检测：人脸、 绿植、蓝天，基于检测到物体，根据物体的颜色调整白平衡
6. 基于机器学习：先根据形状、纹理识别物体，（依据经验实现色彩恒常性）再根据物体调整白平衡；例如：白纸是白色。此方法是机器学习基于人类大脑工作方式矫正的。

扩展阅读

• 什么是纹理 纹理是由物体表面的无力属性的多样性而造成的，物理属性不同啧表示某个特定表面特征的灰度或者颜色信息不同，不同的无力表面会产生不同的问题里图像。
  • 纹理的三个主要标志
    1. 某种局部的序列行在笔盖序列更大的区域内不断重复
    2. 序列是有基本元素飞随机排列组成的
    3. 各部分大致是均匀的同体，在纹理区域内的热和地方都有大致相同的结果尺
  • 为什么要分割纹理
    1. 指示材料的特性
    2. 重要的外观提示，尤其是单股对象之间的相撞相似时
    3. 用于区分形状，边界和纹理

参考资料

https://baike.baidu.com/item/%E7%99%BD%E5%B9%B3%E8%A1%A1/99898 https://baike.baidu.com/item/%E9%BB%91%E4%BD%93/5398327