Можно ли предварительно рассчитать усиление баланса белого по образцу изображения

Предполагая, что ваш вертолет будет летать на открытом воздухе, вам следует следовать процедуре, отличной от той, которой занимаются фотографы. Общепринятой практикой для операций дистанционного зондирования является радиометрическая калибровка вашей системы камеры. Это означает установление стандартного источника света и запись кривых отклика камеры для конкретных каналов.

Инженеры-оптики-электронщики выполнят эту задачу, используя интегрирующую сферу и побитовый доступ к цифровому отклику датчика. После характеристики отклика можно использовать передаточную кривую для калибровки общего отклика системы по абсолютному радиометрическому состоянию. Обычно это достигается путем применения кривой передачи RGGB между этапами дебайера и демозаики постобработки. Если у вас есть изображения в известном радиометрическом состоянии, вы можете воссоздать их в любом другом цветовом пространстве или внешнем виде, который вам нравится.

Эта инженерная строгость может быть аппроксимирована с использованием более доступных материалов. Хорошо известна освещенность в ясный солнечный день в полдень на умеренных широтах. Если в этих условиях будет получено изображение надежно однородного и спектрально сбалансированного объекта, можно будет сделать разумную (точность около 3%) характеристику. Чтобы обеспечить точность калибровки, дважды проверьте спектральные характеристики вашего объекта (например, проверьте его свойства метамеризма), а также используйте различную экспозицию, чтобы исследовать носок и плечо вашей кривой отклика.

Помните, что в приложениях дистанционного зондирования мы предпочитаем однородные изображения красивым. Используйте строгую калибровку, будьте дотошны с правдой на землю, и красивые изображения станут естественным побочным продуктом.

Конечно, нет никаких причин, по которым вы не могли бы взять предыдущее изображение, рассчитать баланс белого и применить его к будущему изображению. Вы даже можете проявить фантазию и попытаться предсказать, каким будет баланс белого, основываясь на изменениях последних X изображений.

Но зачем это делать? Вы всегда будете получать лучшие результаты, изучая реальное изображение, для которого выполняется балансировка белого. В видео вам, вероятно, нужен некоторый гистерезис, чтобы предотвратить резкие и резкие сдвиги, но в фотографии это не проблема.

Если вы имеете в виду «изменить усиление трех основных цветов (точно так же, как настроить кривую тона), но не усиление каналов CMOS для достижения предварительно установленного баланса белого»

Это невозможно.

Потому что баланс белого фактически изменяет «цветовую матрицу» (преобразовывая сигналы от датчиков/цветовой гаммы в определенную цветовую гамму (например, Rec.709) путем смешивания сигналов из разных каналов).

это похоже на процесс «микшера каналов» в Photoshop (но цветовая матрица смешивает линейный сигнал)

И в этом причина невозможности.

источник из «Почему вы должны забыть о преобразовании яркости и сделать что-то лучше»

Перво-наперво: цветовая температура — это всего лишь одна ось двухмерного баланса белого. Синяя ← → янтарная ось цветовой температуры примерно перпендикулярна зеленой ← → пурпурной оси «оттенка» при построении на «цветовом круге».

Ось b более или менее соответствует тому, что мы называем «цветовой температурой» (фактический цветовой диапазон излучателей абсолютно черного тела представляет собой кривую, начинающуюся с -b* и загибающуюся вправо до выхода между b* и a* ) . мы называем «оттенком».

Но при построении в цветовом пространстве CIE xyY ни одна из «осей» не является вектором с постоянным наклоном. Ось «цветовой температуры» также не является простой линией между чистым синим и чистым красным.

Вот крупный план области, через которую проходит диапазон «цветовой температуры» черного тела. Обратите внимание, что по мере изменения цветовой температуры изменяется и угол диапазона зеленого ←→пурпурный.

Это означает, что все еще хуже, чем вы думали. У вас могут быть два разных условия освещения, в которых источник света составляет 5500K, и один источник может быть более пурпурным, а другой источник может быть более зеленым. Вам нужно будет использовать разные множители красного и синего, чтобы объекты выглядели одинаково под каждым источником света 5500K.

Ваш вопрос многогранен, я не вижу за ним технического задания, поэтому уточните все, что хотите, в комментариях.

Современные камеры при установке температуры так делают или просто постобрабатывают?

Камеры не контролируют выход датчика, за исключением:

• усиление/ISO

• затвор

• режим затвора (электронные затворы уже используются годами)

• коррекция уровня черного (например, в датчиках Canon)

  Поэтому:

Во время захвата сделать образец изображения, рассчитать корректировки баланса белого и применить их в качестве усиления цвета камеры (усиление красного и синего) или, возможно, отрегулировать усиление хроматики (U и V)?

Да. Записывайте необработанные изображения и выполняйте постобработку всего. Необработанный файл может быть немного обработан (NR от Fuji, масштабирование канала от Nikon, артефакты сжатия от Sony MILC), но в большинстве случаев он все равно превосходен.

Я хочу создать автоматизированную систему балансировки белого, которая принимает желаемую температуру и на основе образца изображения вычисляет «будущее» усиление красного/синего или усиление У/В. Современные камеры при установке температуры так делают или просто постобрабатывают?

Это возможно, если у вас все в порядке с ограничениями:

• как сказал Кларк, температура черного тела не описывает все источники света
• всякий раз, когда вы можете достаточно хорошо охарактеризовать источник света, не может быть никакого точного алгоритма для применения баланса белого, чтобы компенсировать этот известный источник света для изображения (т.е. получить тот же цветовой баланс, что и на изображении при эталонном источнике света для любого объекта)

Это потому, что изображение фиксирует эти три фактора:

• СПД объекта
• SPD осветителя
• спектральные кривые датчика

Вы уже теряете информацию всякий раз, когда используете трехцветную камеру, вы теряете еще больше, когда балансируете изображение по белому неоптическим способом. Я не говорю, что есть какие-то практические альтернативы.