为什么相机在进行白平衡调节时保持G分量不变
白平衡调节在处理RGB分量时固定其中一个分量的设计主要源于以下方面原因:
(1)RGB分量参数组合的非唯一性
因为白平衡的颜色由RGB三者比例决定的,跟RGB的实际分量大小没有直接关系,所以能够达到相同白平衡的组合可能会有无数个色彩相同,亮度不同的组合(比如:有三个颜色RGB的值分别为100,100,100和128,128,128和255,255,255。三种颜色的RGB比例都是1:1:1,所以它们的色彩是一样的,亮度不一样),如果数值比较小的组合会出现整体画面太暗的情况;相反如果数值太大的组合回出现整体画面过曝的情况。
(2)算法实现优化
在常规的算法中,固定其中一个分量,可以提高ISP算法的效率,防止数据溢出避免颜色出现异常增加系统的可靠性。固定其中一分量可降低自由度,将三维颜色空间调节简化为二维映射问题:假设G固定在一个合理的值,通过调整R、B增益实现白平衡(比如:当白平衡颜色偏绿时,即绿G色多了,也就时红色R和蓝色B少了,此时可以通过增加R和B的分量,使白平衡达到所需的效果)。这种设计既能保证理论合理性,又可大幅减少计算复杂度。
(3)传感器物理结构特性
主流传感器采用拜尔阵列滤色片布局(RGGB排列模式),其中G像素数量是R、B的两倍。这种设计使G通道具有更高的采样密度,获得的亮度信息占整体信号的60%以上,形成了更稳定的统计基准。
(4)人眼视觉感知特性
人类视网膜对550nm左右的绿色波段最为敏感,视觉系统约70%的亮度感知来自于G通道信息。保持G分量基准可最大限度保留视觉敏感的亮度特征,避免调节过程引入明显的明暗失真。
总之,白平衡调节时G分量不变是在应用场景和算法效率之间的权衡结果,而非技术缺陷。目前固定G分量的方法仍是多数ISP的基础实现方案。