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白平衡的介紹

  • 作者│✘│·│:

  • 來源│✘│·│:光虎光電科技(天津)有限公司

  • 訪問量│✘│·│:297

  • 釋出時間│✘│·│:2022-08-08 04:16:09

在對從日出到日落的場景進行成像時✘₪,例如在不斷變化的照明條件下進行成像時✘₪,獲取準確的顏色特徵是一項挑戰│•·。白平衡就是相機內部克服這一挑戰的一個功能│•·。

在不調整相機白平衡的情況下拍攝彩色影象時✘₪,所顯示出來的顏色在很大程度上取決於照亮場景的光源│•·。透過使用白平衡✘₪,可以排除不同光源的影響│•·。基本所有彩色工業相機✘₪,都包含了自動白平衡(AWB)✘₪,可以根據不斷變化的照明條件來進行連續的調整│•·。

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白色的定義

白平衡的整個目的是正確顯示場景中的白色物件│•·。因此✘₪,對白色有一個標準的定義實際上是非常方便的│•·。

那麼✘₪,如何定義白色呢↟↟╃☁?通常以標準光源D65來定義白光│•·。換句話說✘₪,如果使用消色差光源✘₪,則通常將光源光譜來作為白色的定義│•·。

對於相機而言✘₪,用RGB值來體現顏色是很方便的│•·。因此✘₪,透過採用標準光源D65作為白色定義時✘₪,相機記錄的數值應該分配為R=G=B=1(歸一化)│•·。絕大多數工業相機使用拜耳濾光片作為彩色相機的過濾器✘₪,其RGB值是有特定比率的│•·。

白平衡之所以如此重要✘₪,是因為它可以保持影象中的色彩準確性並消除色偏│•·。這是透過調整每個顏色通道的增益值來實現的✘₪,以考慮光源的色溫以及每個通道靈敏度的變化│•·。

縱觀感測器的彩色量子效率(QE)曲線✘₪,很明顯✘₪,每個通道需要不同的光量來產生相同的訊號│•·。通常✘₪,綠色通道最敏感✘₪,其次是紅色通道✘₪,最後是藍色通道✘₪,這意味著藍色和紅色通道需要比綠色通道更多的增益✘₪,以準確描繪反射等量的藍色✘₪,綠色和紅色光的灰色表面│•·。但是✘₪,如果光源具有較高的色溫✘₪,這意味著它會產生藍白色光✘₪,則相機將需要應用較少的藍色增益✘₪,因為光線中的藍色更多│•·。

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絕大多數相機都能夠根據場景的當前照明執行白平衡│•·。透過使用灰色世界演算法來做到這一點│•·。透過軟體透過抓取影片幀✘₪,對其進行分析✘₪,調整顏色增益並重復直到影象中的顏色平衡(導致影象中相等數量的紅色✘₪,藍色和綠色)來完成│•·。在執行色彩平衡之前✘₪,最好將中性目標(例如白紙或灰紙)放在相機前│•·。為獲得最佳效果✘₪,應調整影象曝光時間✘₪,以使場景不包含任何飽和畫素(最大亮度下的值)│•·。

白平衡的關鍵點是✘₪,無論使用何種方法✘₪,都必須確保適當的色彩再現│•·。如果照明條件在成像過程中發生變化✘₪,也應重複此操作│•·。自定義白平衡可以產生更好的結果✘₪,尤其是在光源的色溫已知的情況下│•·。但是✘₪,如上所述✘₪,內建演算法在執行時通常表現良好│•·。


【來源│✘│·│:光虎光學內部培訓資料】

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