拍摄中你是否也遇到过这种“ 色彩翻车 ” ？餐厅暖光美食偏黄、荧光灯人像肤色发青，日光场景色彩寡淡，其实这些均是数字相机AWB（自动白平衡）失误造成的。通过相机的白平衡测试，能量化相机的自动白平衡性能！本文将带你走进白平衡的世界。
一、 颜色恒常性
相机的白平衡来源于人类视觉的颜色恒常性，即人类视觉系统在不同光谱的光源照明下，维持物体色不变的机制。如图，暖光到冷光的光源色温变化中，人眼始终将白衣服感知为中性色，这一现象被称为颜色恒常性；

二、相机传感器在不同光源下的输出
而相机传感器无此特性，仅被动记录物理光信号，以 RGB 传感器为例，这将导致图像中白衣服的RGB值随光源变化而偏移。
三、图像参考白点
当我们观察显示器上的图像时，由于显示器是自发光设备，与周围照明环境并无关联，故人类视觉系统无法获得必要的信息，导致颜色恒常性机制失效。因此，显示器需要一种固定的基准白色，而要使显示器显示这种白色或灰色等中性色，需满足R=G=B的条件。
当我们使用显示器直接观察上述三种照明环境下相机传感器输出的图像时，由于衣服对应的 RGB 值出现变化，导致显示器上的衣服也呈现出三种不同的颜色。而我们在照片拍摄现场观察到的衣服，不受照明环境影响，几乎始终是白色的。
四、自动白平衡 —— 使相机具备颜色恒常性机制
鉴于图像传感器不具备类似人眼的颜色恒常性机制，彩色数字相机中常设置自动白平衡功能，通过算法自动调整图像 RGB 三通道像素值之间的比例，使景物中的中性色对应的 RGB 数值相等，以便在显示器上依然还原为中性色，以此来模拟人类视觉的颜色恒常性。
五、中性色在CIE L*a*b*的色空间位置
以 CIE L*a*b* （CIE L*a* b*)色空间为例，在完美的白平衡状态下，中性色应位于 L*轴上；当白平衡不准确时，则中性色在色空间中的位置可能位于L*轴外的位置。
六、自动白平衡测量方法
接下来让我们一起来了解如何科学测量相机的自动白平衡性能！白平衡误差的计算数据，来源于拍摄标准色卡所得的图像 —— 具体为色卡第四行的中性灰块，即颜色编号 20 至 23 的四个色块。常见的白平衡误差量化方式，主要通过计算中性灰块的饱和度和色差实现。
例如，QC/T 1128-2019《汽车用摄像头》标准明确要求：在 2800 K、4000 K、6500 K 色温及 800 lx 照度的光源照明条件下，待测设备（DUT）拍摄图像中，色卡特定中性灰色块（#21、#22 色块）的饱和度 S 值应小于 15%，以此确保图像无可视色偏。
七、测试设备
本次白平衡测试将用到的测试设备有LSB-MSL56-IR-LR多光谱标准光源箱和标准24色卡。
LSB-MSL56-IR-LR 多光谱标准光源箱是研鼎专为相机测试打造的专业设备，内置 56 种 LED 通道，可实现可见—近红外的光谱细腻模拟。支持各LED通道60,000级照度精细调节且覆盖 1800K~20000K 宽色温，支持 A、H、D50、D65、D75等常见光源的模拟，并集成CWF、TL84、U30三种荧光光源，还可导入室外采集光谱数据；左右补光设计，图卡照射面照度均匀性超90%。
测试需根据测试需求设置多光谱光源箱的色温和照度，将DUT用夹具固定稳妥后选择合适的拍摄距离后，使用图像采集拍摄软件采集多张测试样张并使用图像质量分析软件分析相关指标即可得出所需数据结果。
八、结果解读
其中，RIQA软件是研鼎自研的图像质量分析软件，其24色卡模块可直接输出可视化数据图（如：色差图和灰块拟合曲线等）及详细数据结果（如：各灰块的S饱和度值、平均色差等）。以 QC/T 1128 标准为例，需分析低（A 光源）、中（TL84 光源）、高（D65 光源）三种色温下的样张，通过提取 #21、#22 中性灰色块的饱和度值 S，量化相机的白平衡性能。经分析，本次测试结果为：D65 光源下，目标色块的饱和度 S 符合标准要求；A 光源与 TL84 光源下，目标色块的饱和度 S 不符合标准要求，因此该相机的自动白平衡性能不合格。

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