本系列主要介紹圖像信號處理器 (ISP, image signal processor) 中各核心算法模塊的設計以及相關的前沿研究，以典型的相機成像系統為基礎，涉及的內容包括各類缺陷校正，去馬賽克，去噪，3A算法（自動對焦，自動曝光，自動白平衡），超分，HDR，風格遷移等主題。
本文將介紹色彩恒常性、色溫、和自動白平衡方法。
色彩恒常性
人類感知的圖像是由人的眼睛以及大腦皮層共同作用的結果。人眼視網膜上的視桿細胞負責感應亮度，三種視錐細胞負責感應紅綠藍三種原色，視網膜將光信號轉換為生物信號傳遞給大腦，再經過大腦處理后，就呈現出了五彩繽紛的世界。
人類視覺系統在長期進化的過程中，能夠在復雜的光照條件下，正確的感知物體表面的顏色的特性稱之為色彩恒常性（Color Constancy）。例如前段時間非常火爆的網圖，實際上從圖片1細節上來看這條裙子是藍黑色相間的條紋，但在大多數人眼里這條裙子卻是白金色的。這正是因為人類視覺系統具有色彩恒常性，自動過濾掉了右上角的光源，還原出裙子本身的色彩。
圖1
色溫
色溫（Color Temperature）是表示光線中包含顏色成分的一個計量單位。從理論上說，黑體溫度指絕對黑體從絕對零度（－273℃）開始加溫后所呈現的顏色。黑體在受熱后，逐漸由黑變紅，轉黃，發白，最后發出藍色光。當加熱到一定的溫度，黑體發出的光所含的光譜成分，就稱為這一溫度下的色溫，計量單位為“K”（開爾文）。
圖2
晴朗的天空色溫大概在6500K – 9000K之間，為冷色調，具有冷靜凝重的氛圍效果，在辦公室內通常采用冷色調光源。夕陽的余暉色溫大概在2000K – 3500K之間，為暖色調，具有溫暖舒適的氛圍效果，在家庭燈光選擇上通常采用暖色調。
圖3
白平衡
為了解決光源色溫對相機成像的影響，讓ISP具有與人眼類似的色彩恒常性的模塊稱之為自動白平衡（Auto White Balance ,AWB）模塊，其目的是解決圖像色彩失衡的問題。
常用的白平衡算法有三種，下面分別來進行介紹。
灰度世界法
灰度世界算法以灰度世界假設為基礎，該假設認為：對于一幅有著大量色彩變化的圖像，RGB三個分量的平均值趨于同一灰度值。從物理意義上講，灰色世界法假設自然界景物對于光線的平均反射的均值在總體上是個定值，這個定值近似為“灰色”。 顏色平衡算法將這一假設強制應用于待處理圖像，可以從圖像中消除環境光的影響，獲得原始場景圖像。
圖4
完美反射法
完美反射法假設圖像中最亮的點為白點，并以此白點為參考對圖像進行白平衡處理，其中最亮點定義為R+ G + B的最大值。
圖5
動態閾值法
動態閾值法同樣是尋找白點，與完美反射法不同的是，動態閾值法尋找白點的閾值是可以動態設定的。通常將圖片劃分為3x4的塊，計算塊中的平均值和方差來尋找白點，再進行白平衡調整。
圖6
參考文獻：
[1]https://baike.baidu.com/item/色溫
[2]https://blog.csdn.net/u012736685/article/details/50730784
[3]https://blog.csdn.net/just_sort/article/details/85982871
[4]https://www.cnblogs.com/Imageshop/archive/2013/04/20/3032062.html
