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      白平衡控制是數(shù)碼相機拍攝中必須注意又最容易被忽視的一個問題。隨著自動化程度提高，技術(shù)指標(biāo)調(diào)整日益專業(yè)化。白平衡這個概念在普通相機中是沒有的，因為膠卷感光已固定了，只有用CCD作感光元件時才有。一般都是自動控制的，但是作為半專業(yè)使用，最好要有白平衡手動控制功能，這樣才能拍出很多意想不到的效果。數(shù)碼相機是靠一系列帶有彩色濾波器的光探測器來檢測和捕獲圖像的，但是它不可能比人眼精確。為了使圖像的色彩還原正確,我們必須對白平衡進行校正，以保證其色彩再現(xiàn)的逼真度。     在使用沒有白平衡的數(shù)碼相機時，人們會發(fā)現(xiàn)熒光燈的光看起來是白色的，但用數(shù)碼相機拍攝出來圖像的色彩卻有點偏綠。同樣，如果是在白熾燈下，拍出圖像的色彩就會明顯偏紅。人類的眼睛之所以把它們都看成白色的，是因為人眼進行了修正。所以要使數(shù)碼相機拍攝出的圖像色彩和人眼所看到的色彩完全一致，不能把希望寄托在CCD身上，這是由于CCD傳感器本身沒有這種功能，因此就有必要對它輸出的信號進行一定的修正，這種修正就是白平衡控制。    白平衡控制也稱彩色平衡、亮度校正，是將多色混合形成的白色作為標(biāo)準(zhǔn)，其目的是要將景色中的白色物體在畫面中還原成白色。也正是通過這種圖像調(diào)整，使在各種光線條件下拍攝出的照片色彩和人眼所看到的景物色彩最大限度地接近一致。    歸納起來，數(shù)碼相機進行白平衡調(diào)整的原因有兩個：第一，因為傳感器本身對可見光譜不具有同等的靈敏度，這樣就必然使白背景產(chǎn)生一個色調(diào)差。第二，人眼可根據(jù)照度調(diào)整色調(diào)差，即便在不同的彩色光照下，白色物體都可還原成相同的白色，所以就有必要使數(shù)碼相機具有這種調(diào)整功能，否則圖像看起來就會有一個彩色投射。    數(shù)碼相機中白平衡控制的操作原理：通過對白平衡進行控制，保證景色中的白色在圖像中還原成白色。如果各色彩分量相等，那么打印機和顯示器將輸出白色。換句話說，當(dāng)計算機顯示器的RGB信號相等時，即R=G=B，那么監(jiān)視器上顯示白色。所以對一幅被捕獲的圖像，彩色信號數(shù)據(jù)相等時就獲得了白平衡。背景中白元素上（或在相關(guān)的其他色彩空間中）R=G=B，就實現(xiàn)了白平衡，如果背景上白元素中各彩色數(shù)據(jù)不等時，就需要進行白平衡校正，使各信號相等，圖像實現(xiàn)白平衡。數(shù)碼相機白平衡控制可按下式進行:Rwb=A1×R0，Gwb=A2×G0，Bwb=A3×B0。   這里Rwb、Gwb、Bwb是白平衡輸出信號，R0、G0、B0是進行白平衡前數(shù)碼相機的RGB輸出信號，A1、A2、A3是使彩色信號分量相等的系數(shù)。其根據(jù)是在彩色插入前還是插入后進行白平衡調(diào)整時，有兩個獨立的綠色信號，一個用于Baye模式中每一個綠像素，另一個用于每一個白平衡系數(shù)。    數(shù)碼相機中白平衡控制最關(guān)鍵技術(shù)的是如何選擇彩色通道系數(shù)或增益。在白平衡校正中，人們常常隨便找一張白紙來作為白平衡校正卡紙,其實這樣做是很不科學(xué)的。因為有些白紙在制造過程中，廠家為了顯示紙張的潔白，人為地添加了一些熒光材料。由于這些熒光材料會吸收白光中的某些波長的光,所以經(jīng)過這些白紙反射回來的光就不再是白光了。數(shù)碼相機用這樣的白紙作基準(zhǔn)進行白平衡校正后，拍攝的圖像必然產(chǎn)生偏色現(xiàn)象。正確的方法是捕捉一個白圖像卡或其它白元素，檢查數(shù)碼相機的輸出，計算出使彩色信號相等的相應(yīng)系數(shù)或通道增益。    白平衡校正可作為后處理步驟實現(xiàn)。為了使彩色信號相等還原白背景，需要計算出白平衡系數(shù)，彩色信號乘以這些系數(shù)，使最終圖像呈白色，每幅圖像均需這樣處理。在Motorola圖像MOS陣列中，是通過調(diào)整每一個彩色信號的增益實現(xiàn)白平衡，這樣就不需要對圖像進行后處理，白平衡系數(shù)可轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的彩色通道增益，此增益在退出傳感器陣列片前，調(diào)整彩色信號。    在這里需要說明的是，在不同照度下均需要進行白平衡調(diào)整，數(shù)碼相機在戶外是白平衡狀態(tài)，在室內(nèi)的光線下就不是白平衡，反之亦然。大多數(shù)用戶不經(jīng)常甚至是從來不進行白平衡調(diào)整，因此就需要數(shù)碼相機能夠進行白平衡自動調(diào)整。要實現(xiàn)這一功能，就需要數(shù)碼相機能夠計算出白平衡系數(shù)，或能進行不同光線標(biāo)準(zhǔn)下的白平衡設(shè)置，并對這些信息進行編程。圖像MOS傳感器可以實現(xiàn)上述任何一種功能，可對白平衡進行后處理，或?qū)Σ噬ǖ涝鲆孢M行編程。白平衡系數(shù)或彩色通道增益受白平衡自動算法控制，并可隨時修改。    一般來說，數(shù)碼相機通常會預(yù)設(shè)自動、日光、陰天、熒光燈、白熾燈等幾種調(diào)整方式，在實際使用時，把它們設(shè)置成與當(dāng)時的光照相符就可以基本上保持色調(diào)的一致。比較高級的產(chǎn)品除了這幾種設(shè)置以外，更是增加了手動白平衡的方式，以對付那些光線比較復(fù)雜的情況，這對那些比較專業(yè)的人士能夠提供很大的幫助。    現(xiàn)在各廠家生產(chǎn)的數(shù)碼相機既有自動進行白平衡校正的，也有手動進行的。但即使是自動進行的，其修正能力也各不相同。所以,筆者認(rèn)為,如果一款數(shù)碼相機同時具有手動和自動兩種方式，兼?zhèn)涠喾N白平衡控制模式,那便是最佳選擇。   摩托羅拉實驗室的科研人員通過反復(fù)實驗測出了一些典型照度下的白平衡系數(shù)和彩色通道增益值，使用它可實現(xiàn)基本的白平衡（這些設(shè)置與RGB圖像MOS傳感器陣列配合使用）。用戶在進行白平衡調(diào)整時可參考這些數(shù)值。但需要注意的是，這些數(shù)值只是一個近似數(shù)，它使用的是摩托羅拉實驗室的專用燈光，若使用不同的IR濾波器或光譜，則這些值將會改變。宋興平來源：數(shù)碼印刷 2003年1月第1期