AWB基本概念讲述
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• 人类视觉由于人眼具有颜色恒常性，可以不管照明光的光谱成分如何变化，人们通常 能像在白光下一样来分别物体的颜色。物体在不同的光源照射下呈现的颜色是不同的。 这是由光源的不同色温决定的，它使得物体的反射光谱较真实光色彩有一定的偏差。
• 冷色调：蓝，青，紫 • 暖色调：红，橙，黄 • 中性色调：黑，白，灰
AWB
• 色温是用于描述光源的辐射特性，并非描述物体的颜色。维恩（Wien）位移定律指出： 当绝对黑体的温度增高时，辐射的峰值向短波方向移动。所以色温较高的光源，其发 出的可见光的辐射能量较多地分布在波长较短的绿光和蓝光区域，而色温较低的光源， 其辐射能量较多地分布在波长较长的红光区域。结果，色温较低者偏红，色温较高者 偏蓝。调整白平衡是，依据什么色调的布或卡片调整后，画面色调即偏向该色的互补 色调。红色与青色互补，绿色与品红色互补，蓝色与黄色互补，依据此定律，调白平 衡时如用黄布作参照物，所拍摄出来的画面就是偏蓝（用减少绿色通道来解决偏蓝问 题）。
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2/26/2020
RGB色系
国际照明委员会（CIE） 规定以700nm(红)、546.1nm (绿)、435.8nm (蓝)三个色 光为三基色。又称为物理
三基色。自然界的所有颜色都可以通
过选用这三基色按不同比例混合而成
蓝(0,0,255)
青(0,255,255)
品红(255,0,255)
白(255,255,255)
例如白色物体在高色温的环境中呈蓝色，而在低色温的环境中呈红色。 • 一个是拍摄一起本身(如CMOS SENSOR)本身所固有的色彩通道增益
的偏差(GC0307的b manual gain是0x98，而r，g manual gain却是0x80) • 白平衡处理的目的是通过改变拍摄设备的色彩通道的增益，对色温环
境所造成的颜色偏差和拍摄仪器本身所固有的色彩通道增益的偏差进 行统一补偿，从而让获得的图像能正确反映物体的真实色彩.
2/26/2020
常用AWB算法
• 全局白平衡法 其认为对于所拍摄的全部图像的RGB三色分量的统计平均值应该近似 相等或者其UV分量的统计平均值应近似为零，W全部区域UV分量的 统计平均值作为白平衡校准的依据。
• 适合黄种人的人脸的色差范围为:Fcry =[142 1 62],Fcby=[102 124]
• 通常致码相机等拍振设备的色彩增益通遭只有R.B两条，对于G的调 8 节一般利用Y通道的增益与R,B的增益的相关性进行调节
• 局部白平衡法 其是搜寻所拍摄的图像中最亮的区域作为白色区域，该区域的RGB 三色分量的统计平均值应该近似相等或者其UV分量的统计平均值应 近似为零，以该区域UV分量 的统计平均值作为白平衡校准的依据
• 局限性 当环境过亮 或者过暗时，全局白平衡算法几乎会完全失效而当所 拍 摄的图像中并无白色存在时，局部白平衡算法 得到的数值是失实的 。由于白色物体在拍摄时，一般 无法识别，因此以白色作为参朋色 的这两种自动白平 衡算法存在着不可克服的局限性。
般都选用在(R,G .B )构成的色彩空间中进行。为了处理问题的方便，我 们还经常使用YUV色彩空间.YUV色彩空间与RGB色彩空间转化公式 为CCIR601标准[z)
Y=0.299R+0.587G+0.114B U=R-Y=0.701R-0.587G-0.114B V=B-Y=0.886B-0.229R-0.587G
红(255,0,0)
R:200
黑(0,0,0)
绿(0,255,0)
黄(255,255,0)G:50Fra bibliotekB:120
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2/26/2020
YUV/YCbYCr色系
YUV色系
Y：亮度；U，V：色差信号。
目的是为了可以与黑白电视兼容。
电视信号在发射时，转换成YUV形式，接受时再还原成RGB三基色信号，由 显像管显示。
Cb 2(1 0.114 )(B Y )
Cr 2(1 0.299)(R Y )
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2/26/2020
为什么要有AWB?
• 在实际的彩色图像采集过程中,得到的色彩值同被记录的物体的真实色 彩会产生某种偏差.造成该偏差的原因主要有两个：
• 一个是光源环境的色温变化，不同色温情况下，同一物体的反射光谱 会不一样，从而导致物体在不同色温的光源照射下呈现的颜色不同。
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2/26/2020
Color Temperature Chart
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2/26/2020
颜色和YUV
颜色是外界的光线辐射作用于人眼产生的一种感觉。在生活中用于标志 颜色的方法有以下几种：色谱法、国际照明系统(CIE)标准色度学系 统、孟赛尔系统等。色谱法是通过目测的方法，将物体的颜色与标准 色板进行比较；国际照明系统(CIE)标准色度学系统是目前对颜色最 精确的标志方法，由国际照明委员会所规定，它是以每一种颜色都能 用三个选定的原色适当混合而组成的理论为基础；孟赛尔系统是从心 理学的角度，用一些物体的标本(色卡)来表示物体的视知觉色彩。在 彩色图像的处理和存储过程中，根据国际照明系统(CIE)标准色度学 系统的规定，选定三个原色构成色彩空间来表示图像中物体的颜色。 常见的三原色是红(R)、绿(G)、蓝(B),几乎所有的颜色都可以由这种 原色按不同比例混合再现。因此.对于彩色图像的处理和存储一
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2/26/2020
AWB两个定理
• 定理1 在同一色温环境中如果对一幅自色图像进行白平衡校正后.那么对于其 他非白色图像就都能真实的再现物体的颜色，并且其颜色的色差值是 唯一的
• 定理2 利用色差值已知且非白色〔且R.B.G不为零)的物体为参照物，同样 可以实现白平衡处理
• 由上两定理,可以通过获取人脸的色差范围, 适用于世界各种肤色人种 的人脸的色差范围为: Fcr= [ 133 173] ,Fcb= [77 127]
YCbYCr色系
这是常用于彩色图像压缩时的一种表色系统。
Y:
代表亮度；
Cb、Cr：代表色差
与YUV表色系统不同的是它充分考虑了色彩组成时RGB三色的重要因素。 YUV考虑的是简单，YCbCr考虑的是压缩时可以充分取出冗余量。
RGB到YCbCr的转换,可以看出其与YUV是有很大不同的
Y 0.299R 0.587G 0.114B
• 冷色调：蓝，青，紫 • 暖色调：红，橙，黄 • 中性色调：黑，白，灰
AWB
• 色温是用于描述光源的辐射特性，并非描述物体的颜色。维恩（Wien）位移定律指出： 当绝对黑体的温度增高时，辐射的峰值向短波方向移动。所以色温较高的光源，其发 出的可见光的辐射能量较多地分布在波长较短的绿光和蓝光区域，而色温较低的光源， 其辐射能量较多地分布在波长较长的红光区域。结果，色温较低者偏红，色温较高者 偏蓝。调整白平衡是，依据什么色调的布或卡片调整后，画面色调即偏向该色的互补 色调。红色与青色互补，绿色与品红色互补，蓝色与黄色互补，依据此定律，调白平 衡时如用黄布作参照物，所拍摄出来的画面就是偏蓝（用减少绿色通道来解决偏蓝问 题）。
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RGB色系
国际照明委员会（CIE） 规定以700nm(红)、546.1nm (绿)、435.8nm (蓝)三个色 光为三基色。又称为物理
三基色。自然界的所有颜色都可以通
过选用这三基色按不同比例混合而成
蓝(0,0,255)
青(0,255,255)
品红(255,0,255)
白(255,255,255)
例如白色物体在高色温的环境中呈蓝色，而在低色温的环境中呈红色。 • 一个是拍摄一起本身(如CMOS SENSOR)本身所固有的色彩通道增益
的偏差(GC0307的b manual gain是0x98，而r，g manual gain却是0x80) • 白平衡处理的目的是通过改变拍摄设备的色彩通道的增益，对色温环
境所造成的颜色偏差和拍摄仪器本身所固有的色彩通道增益的偏差进 行统一补偿，从而让获得的图像能正确反映物体的真实色彩.
2/26/2020
常用AWB算法
• 全局白平衡法 其认为对于所拍摄的全部图像的RGB三色分量的统计平均值应该近似 相等或者其UV分量的统计平均值应近似为零，W全部区域UV分量的 统计平均值作为白平衡校准的依据。
• 适合黄种人的人脸的色差范围为:Fcry =[142 1 62],Fcby=[102 124]
• 通常致码相机等拍振设备的色彩增益通遭只有R.B两条，对于G的调 8 节一般利用Y通道的增益与R,B的增益的相关性进行调节
• 局部白平衡法 其是搜寻所拍摄的图像中最亮的区域作为白色区域，该区域的RGB 三色分量的统计平均值应该近似相等或者其UV分量的统计平均值应 近似为零，以该区域UV分量 的统计平均值作为白平衡校准的依据
• 局限性 当环境过亮 或者过暗时，全局白平衡算法几乎会完全失效而当所 拍 摄的图像中并无白色存在时，局部白平衡算法 得到的数值是失实的 。由于白色物体在拍摄时，一般 无法识别，因此以白色作为参朋色 的这两种自动白平 衡算法存在着不可克服的局限性。
般都选用在(R,G .B )构成的色彩空间中进行。为了处理问题的方便，我 们还经常使用YUV色彩空间.YUV色彩空间与RGB色彩空间转化公式 为CCIR601标准[z)
Y=0.299R+0.587G+0.114B U=R-Y=0.701R-0.587G-0.114B V=B-Y=0.886B-0.229R-0.587G
红(255,0,0)
R:200
黑(0,0,0)
绿(0,255,0)
黄(255,255,0)G:50Fra bibliotekB:120
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2/26/2020
YUV/YCbYCr色系
YUV色系
Y：亮度；U，V：色差信号。
目的是为了可以与黑白电视兼容。
电视信号在发射时，转换成YUV形式，接受时再还原成RGB三基色信号，由 显像管显示。
Cb 2(1 0.114 )(B Y )
Cr 2(1 0.299)(R Y )
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2/26/2020
为什么要有AWB?
• 在实际的彩色图像采集过程中,得到的色彩值同被记录的物体的真实色 彩会产生某种偏差.造成该偏差的原因主要有两个：
• 一个是光源环境的色温变化，不同色温情况下，同一物体的反射光谱 会不一样，从而导致物体在不同色温的光源照射下呈现的颜色不同。
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2/26/2020
Color Temperature Chart
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2/26/2020
颜色和YUV
颜色是外界的光线辐射作用于人眼产生的一种感觉。在生活中用于标志 颜色的方法有以下几种：色谱法、国际照明系统(CIE)标准色度学系 统、孟赛尔系统等。色谱法是通过目测的方法，将物体的颜色与标准 色板进行比较；国际照明系统(CIE)标准色度学系统是目前对颜色最 精确的标志方法，由国际照明委员会所规定，它是以每一种颜色都能 用三个选定的原色适当混合而组成的理论为基础；孟赛尔系统是从心 理学的角度，用一些物体的标本(色卡)来表示物体的视知觉色彩。在 彩色图像的处理和存储过程中，根据国际照明系统(CIE)标准色度学 系统的规定，选定三个原色构成色彩空间来表示图像中物体的颜色。 常见的三原色是红(R)、绿(G)、蓝(B),几乎所有的颜色都可以由这种 原色按不同比例混合再现。因此.对于彩色图像的处理和存储一
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AWB两个定理
• 定理1 在同一色温环境中如果对一幅自色图像进行白平衡校正后.那么对于其 他非白色图像就都能真实的再现物体的颜色，并且其颜色的色差值是 唯一的
• 定理2 利用色差值已知且非白色〔且R.B.G不为零)的物体为参照物，同样 可以实现白平衡处理
• 由上两定理,可以通过获取人脸的色差范围, 适用于世界各种肤色人种 的人脸的色差范围为: Fcr= [ 133 173] ,Fcb= [77 127]
YCbYCr色系
这是常用于彩色图像压缩时的一种表色系统。
Y:
代表亮度；
Cb、Cr：代表色差
与YUV表色系统不同的是它充分考虑了色彩组成时RGB三色的重要因素。 YUV考虑的是简单，YCbCr考虑的是压缩时可以充分取出冗余量。
RGB到YCbCr的转换,可以看出其与YUV是有很大不同的
Y 0.299R 0.587G 0.114B