色彩 （3）AWB问题

#灵感# AWB 的问题，说难其实也不是很难。

目录

1、灰区设置

2、光源 probability---AWB 跳变

3、特殊需求-prefer color

4、混合光源----暂无解

5、误导颜色------mislead color/exclude color 

6、大面积单色------表现良好

7、极端场景

前提：

 对于特定的光信号输入，设备的输出信号取决于RGB三通道的频率响应，不同的sensor频率响应一般是不同的。QE曲线描述的就是图像传感器的光电转换效率.

1、灰区设置

标定用标准光源灯箱抓raw。

白平衡增益通常记为（R/G, B/G），即红色和蓝色相对于绿色的比例。大部分厂家将（R/G, B/G）定义为sensor捕捉到的图像中红色和蓝色的统计值，因此在高色温（如D65）下B/G大于R/G。下图D50的白点位置在3500k 的白点的左上。

灰区：

• 以标定好的若干个色温点（A, TL84, D50, D65, D75等）为核心可以拟合出一条色温曲线。（上图）
• 以色温曲线上的点为圆心，以一定半径画椭圆，可以得到一些列椭圆。
• 所有椭圆所覆盖的（R/G，B/G）集合就认为是真实场景中的白色物体在全部色温下的可能值（灰区的定义）。不落在这个范围内的颜色不认为是白色，排除了来自非灰色物体的统计数据的干扰。

balance gain 图：

    下图曲线和 色温曲线形状一样，但色温标注不同。这称为增益图。描述不同色温下，AWB 应用的B/G、R/G增益。曲线周围的阴暗投影区域，定义了AWB的调整范围。

围绕着色温曲线的灰区，边界可以调整。通常D65端的 distance 要小一些，避免将蓝天也收成灰色。A、H端的distance 要大一些，把更多的昏黄暖光场景收白。

灰区胖瘦设置要均衡考虑，如果灰色区域太小，它可能会错过灰色统计数据，并且可能无法收集足够的灰色样本。如果它太大，可能会将非灰色统计信息包含到灰色区域中，并导致AWB结果丢失精度。

2、光源 probability---AWB 跳变

light source prob.---------不同亮度条件下，所有光源的可能性。简单的prob 设置只包含 标准光源：H、A、TL84、CWF、D50、D65。精细的prob，将两个色温中间再分割成几段，每个段可以精细设置prob，来控制插值prob。-------可以改善在当前环境下，因为一点角度差异，或者某个物体进入导致的 AWB 跳变问题。

prob 举例：亮环境可以减少A光和H光的比重降低混淆色的影响，暗环境增加A H 的prob，减小shade的prob。

建议D65、TL84的prob在暗环境、亮环境均设置的一样。

--------------------------新增AWB跳变分析---------------------------------------

AWB 跳变后，可以先设所有光源prob数值一样，如果没有改善，证明此场景的final point 并不在两个色温框边界的地方。

抓raw 分析场景白点落点，如果在某个色温框之外，且不是很远的地方。可以考虑扩大此色温框。扩大后，进行仿真，观察新的final point 落点。比如本来画面偏蓝，新的落点在色温轴更高色温的地方，那就可以推测此方法有效改正偏蓝。（扩大色温框也可以改正，同个灯泡但是偏色不一样）

------------------------------------某个光源AWB偏色---------------------------------------------

如果其它色温都OK，某个生活光源下AWB偏色，可以考虑此场景的prob 较低。修改prob ，增加后如果有改善，可以继续分析。如果增加到最大值，不能达到效果，可以减小相邻的其他色温值。调整过程中，要注意检查是否影响其他色温，如果亮度有变化，最好编译版本刷机检查。

如果某个色温偏色，prob 不能解决，可以单独调整此色温的 R B gain.

最好是辅助分析raw 的落点变化，后续再补充。有的平台，可以直接读出AWB的光源百分比。

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3、特殊需求-prefer color

gain adjust /  prefer gain / prefer color

当某个色温需要有特殊的AWB 偏好，以lux 为限制条件，单独为此光源增加 R gain 或B gain。

一般考虑在暖光源下保留一点 AWB偏暖，以符合人眼常识和喜好，电视机大屏幕保留一点AWB 偏暖显得画面更干净。

下图是两个不同产品的D65和A 光下 AWB 对比，右图的A 光下AWB都保留了一些黄调、红调。 

(有另个算法，可以实现同样效果。原理：当‘当前点’到‘白点’的距离（log（R/G）， log（B/G）） 低于偏移阈值时进行完全补偿，当距离高于偏移阈值时进行部分补偿【远离色温曲线的点，不要完全收敛为灰色】)

4、混合光源----暂无解

前景AWB 正确，但后景颜色偏蓝。环境：前景TL84光源，后景D65光源。

因为AWB 算法每次只输出一个全局的R_gain，B_gain，这样的结果是，当占比大的光源AWB 准确时，另一个小面积的光源就会偏色。

两个方法：1，分区域做两个AWB，一个主色温，一个辅助色温。-------不能确定每次的区域位置，目前好像不能实现；2，综合两个色温，取一个插值AWB。-------当一个冷色温，一个暖色温，并不能得到好效果。

5、误导颜色------mislead color/exclude color 

解决许多不受信任的白点参与 AWB 计算的问题。

下图中，室外的黄色木材落点比较多，以“黄色木材”落点为色温判定依据，色温判定在H框内，则画面整体偏蓝（参考色卡的灰色块）。所以要add 一个新框，框选住大部分的“木材落点”，将其exclude 白点的计算。

另一个常用例子：TL84 光源下，出现蓝色衣服，导致AWB整体偏黄or 偏红（图右为改之前）。

6、大面积单色------表现良好

下图是常见的，黄背景下物体会偏蓝，蓝背景则物体会偏黄。一部分AWB 原因，一部分CCM的黄色、蓝色校准原因。目前成熟的ISP，基本可以将这两个问题场景做的很好。

7、极端场景

a、某个灯管的色温，画面的AWB 极端偏蓝。仿真发现 该场景的落点完全在 灰区之外。

b、全屏草地时，AWB颜色偏冷，落点在中色温框内，但是此lux下中色温的prob 设置的较低。

这两个场景都可以添加新的额外的色温框（extra color），以新的色温框进行独立的AWB 计算。