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影像测量仪中什么是白平衡?
浏览:32 次 发布日期:2018-04-28

白平衡示意图

白平衡是机器视觉光学影像测量仪领域一个非常重要的概念,通过它可以解决色彩还原和色调处理的一系列问题。


1)影像测量仪中什么是白平衡?

白平衡,字面上的理解是白色的平衡。那什么是白色?白色光是由赤、橙、黄、绿、青蓝、紫七种色光组成的,而这七种色光又是由红、绿、蓝三原色按不同比例混合形成,当种光线中的三原色成分比例相同的时候,习惯上人们称之为消色,黑、白:灰、金和银所反射的光都是消色。


通俗的理解白色是不含有色彩成分的亮度。人眼所见到的白色或其他颜色与物体本身的固有色、光源的色温、物体的反射或透射特性、人眼的视觉感应等诸多因素有关,举个简单的例子,当有色光照射到消色物体时,物体反射光颜色与入射光颜色相同,既红光照射下白色物体呈红色,两种以上有色光同时照射到消色物体上时,物体颜色呈加色法效应,如红光和绿光同时照射白色物体,该物体就呈黄色。


当有色光照射到有色物体上时,物体的颜色呈减色法效应。如黄色物体在品红光照射下呈现红色,在青色光照射下呈现绿色,在蓝色光照射下呈现灰色或黑色。


在了解白平衡之前还要搞清另一个非常重要的概念是定量地以开尔文温度(K)来表示色彩。色温现象在日1常生活中非常普遍,相信人们对它并不陌生。钨丝灯所发出的光由于色温较低表现为黄色调,不同的路灯也会发出不同颜色的光,天然气的火焰是蓝色的,原因是色温较高。

色温与白平衡的关系

力里无云的蓝天的色温约为10000K,阴天约为7000~9000K,晴天日光直射下的色温约为6000K,日出或日落时的色温约为2000K,烛

光的色温约为1000K。这时不难发现一个规律:色温越高,光色越偏蓝:色温越低则偏红。


某一种色光比其它色光的色温高时,说明该色光比其他色光偏蓝,反之则偏红;同样,当种色光比其他色光偏蓝时说明该色光的色温偏高,反之偏低由于人眼具有独特的适应性,使我们有的时候不能发现色温的变化。


比如在钨丝灯下待久了,并不会觉得钨丝灯下的白纸偏红,如果突然把日光灯改为钨丝灯照明,就会觉察到白纸的颜色偏红了,但这种感觉也只能够持续一会儿。


影像测量仪器相机的CCD并不能像人眼那样具有适应性,所以如果相机的色彩调整同景物照明的色温不一致就会发生偏色。那么什么是白平衡呢?白平衡就是针对不同色温条件下,通过调整相机内部的色彩电路使拍摄出来的影像抵消偏色,更接近人眼的视觉习惯。


白平衡可以简单地理解为在任意色温条件下,相机镜头所拍摄的标准白色经过电路的调整,使之成像后仍然为白色。


这是一种经常出现的情况,但不是全部,白平衡其实是通过相机内部的电路调整(改变蓝、绿、红三个CCD电平的平衡关系)使反射到镜头里的光线都呈现为消色。


如果以偏红的色光来调整白平衡,那么该色光的影像就为消色,而其他色彩的景物就会偏蓝(补色关系)。

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