图像白平衡

目录

效果

背景

什么是白平衡？

实现原理

将指定图色调调整为参考图色调主要流程

示例代码

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效果

将图一效果转换为图二效果色调：

调整后，可实现色调对换

背景

现有两张图像，色调不一致，对于模型重建会有影响。因此需要将不符合需求的image进行白平衡，色调统一。

什么是白平衡？

图像信号处理算法（Image Signal Process，ISP），对图像传感器输出的原始图像进行处理，得到较好的场景还原效果。

其中，3A算法包括：AWB(自动白平衡)、AE(自动曝光)、AF(自动对焦)。

白平衡White Balance,简称WB，是一种相机设置，用于校正照片或视频中的色彩。

白平衡通过调整红、绿、蓝三种颜色的比例，补偿光源的色片，使得图像中白色看起来是真正的白色，从而使整个图像的色彩更加自然准确。

将图像A转换为图像B的色调，这是一个色彩迁移（Color Transfer）的问题。色彩迁移旨在将源图像的颜色风格应用到目标图像中，使得目标图像看起来像是通过类似的光线或色调条件拍摄的。

实现原理

色彩迁移的基本原理是通过分析和调整图像的颜色分布，使源图像的颜色特征（如均值和方差）与目标图像匹配。通常，色彩迁移通过以下几个步骤实现：

• 颜色空间转换：将RGB图像转换到一种颜色空间，如LAB或LUV。这些颜色空间更适合进行色彩调整，因为它们将亮度与颜色信息分离。
• 统计特征匹配：计算源图像和目标图像在新颜色空间中的统计特征（如均值和方差）。然后，将源图像的颜色分布调整为与目标图像匹配。
• 颜色映射：将调整后的颜色分布映射回原始颜色空间，生成最终的图像。
• 颜色空间逆变换：将图像从LAB或LUV颜色空间转换回RGB，以获得最终结果。

将指定图色调调整为参考图色调主要流程

（1）图像从BGR转换到LAB颜色空间（因为LAB空间更适合进行颜色调整操作）

（2）分别计算参考图和源图 的 均值和标准差

（3）对源图进行标准化，并将参考图的均值和标准差 应用到源图

（4）将调整后的LAB图像转换回BGR颜色空间

示例代码

import cv2import numpy as npdef match_color(source, reference):# 将图像从BGR转换为LAB颜色空间source_lab = cv2.cvtColor(source, cv2.COLOR_BGR2Lab)reference_lab = cv2.cvtColor(reference, cv2.COLOR_BGR2Lab)# 计算参考图像的均值和标准差ref_mean, ref_std = cv2.meanStdDev(reference_lab)ref_mean = ref_mean.reshape((1, 1, 3))ref_std = ref_std.reshape((1, 1, 3))# 计算源图像的均值和标准差src_mean, src_std = cv2.meanStdDev(source_lab)src_mean = src_mean.reshape((1, 1, 3))src_std = src_std.reshape((1, 1, 3))# 对源图像进行标准化，并应用参考图像的均值和标准差lab_adjusted = (source_lab - src_mean) * (ref_std / src_std) + ref_mean# 将调整后的LAB图像转换回BGR颜色空间lab_adjusted = np.clip(lab_adjusted, 0, 255).astype(np.uint8)result = cv2.cvtColor(lab_adjusted, cv2.COLOR_Lab2BGR)return result# 读取源图像和参考图像，将image_B色调调整为image_A色调source_image = cv2.imread('image_B.png')reference_image = cv2.imread('image_A.png')# 调整色调result_image = match_color(source_image, reference_image)# 保存结果cv2.imwrite('result_1.jpg', result_image)