ISP——自动白平衡（Auto White Balance, AWB）

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一、产生原因

色温的定义：色温描述的是具有一定表面温度的“黑体”(blackbody)的辐射光的光谱特性。简单的理解就是颜色随温度的变化规律，比如生铁就是黑色，加热会变成橘红色，继续加热到液态会呈现偏白的颜色，这种随温度而产生的颜色变化就光谱特性。

颜色恒常性：颜色恒常是指在照度发生变化的条件下人们对物体表面颜色的知觉趋于稳定的心理倾向；

在黄色光源下，拍摄的白色物体偏黄，而人眼由于恒常性看到的白色物体依然是白色的，AWB的目的就是矫正这种现象。

二、矫正方法

1.灰度世界法（Gray World）

灰度世界算法基于一个假说：任一幅图像,当它有足够的色彩变化,则它的RGB分量的均值会趋于相等。这是一个在自动白平衡方面应用极为广泛的理论。如上图一个颜色足够充足的画面里，假说RGB三个通道的均值是相同的（个人觉得可能是大数定理）。

对此算法的流程如下：

1.计算各个颜色通道的平均值；
2.寻找一个参考值K，一般情况选取Gmean;
3.计算Rgain = Gmean/Rmean, Bgain = Gmean/Bmean;
4.对图像中的每个像素都乘以对应的gain值进行校正；

2.完美反射法（Perfect Reflection）

完全反射也是基于一个假说：基于这样一种假设，一幅图像中最亮的像素相当于物体有光泽或镜面上的点，它传达了很多关于场景照明条件的信息。如果景物中有纯白的部分，那么就可以直接从这些像素中提取出光源信息。因为镜面或有光泽的平面本身不吸收光线，所以其反射的颜色即为光源的真实颜色，这是因为镜面或有光泽的平面的反射比函数在很长的一段波长范围内是保持不变的。
完美反射法就是利用用这种特性来对图像进行调整。算法执行时，检测图像中亮度最高的像素并且将它作为参考白点。基于这种思想的方法都被称为是完美反射法，也称镜面法。通俗的意思就是整个图像中最亮的点就是白色或者镜面反射出来的，那么最亮的点就是光源的属性，但是该点本身应该是白点，以此为基础就可计算出gain值从而进行校正。

算法如下：

3.灰度世界和完美反射结合

以R通道为例

CSDN博主「wtzhu_13」
https://blog.csdn.net/wtzhu_13/article/details/119301096
给出了上述三种方法的代码。

4.基于模糊逻辑的算法

在YCrCb颜色空间，将一张图片分成8块，是的8块的平均在白色周围。

5.基于色温的方法

前期通过大量实验得到上图所示的先验知识曲线，在得到环境色温的情况下，对应曲线就可以获取相应的gain值。

6.基于边缘的方法

1.先通过一定的手段，比如梯度的方式求出图像中的边缘，然后在边缘各侧各取两个点参与计算；
2.通过上述得到的参考点集合，就可以运行灰度世界或者其他的算法求出gain值；
该算法的有点在于，减少的大色块的干扰，因为一般认为边缘就是色块变化的的分界线，那么提取边缘两侧的样本点就可以满足颜色充分的条件，那么就可以运用灰度世界法求出gain.而且有大色块的时候计算的也是也只是选取边缘的几个点，就可以避免大色块分量太大造成白平衡异常的问题。

7.多方法融合

https://blog.csdn.net/wtzhu_13/article/details/119301096