Баланс белого в Альтрон: автоматически или по белой карточке?

Почему лист белой бумаги на изображении выглядит слегка жёлтым под цеховыми лампами и слегка голубым под люминесцентными? Наши глаза компенсируют цвет освещения, а камера — нет. Баланс белого настраивает усиление красного, зелёного и синего каналов так, чтобы белое оставалось белым.

Альтрон предлагает два способа. Первый — автоматический баланс белого, который постоянно вычисляет коэффициенты усиления по самому изображению. Второй — ручной баланс белого: вы один раз калибруете его по белой карточке, и затем он остаётся неизменным. Выбор между ними зависит скорее от освещения, чем от вкуса.

Из чего исходит автоматический баланс белого?

Плагин AutoWhiteBalance использует алгоритм Shades of Gray. Он исходит из того, что сцена в среднем нейтральна, причём яркие участки имеют больший вес, и выводит коэффициенты усиления из этого допущения. Плагин выпускается в двух версиях: для линейных и для матричных камер. В обеих точка белого пересчитывается для каждого кадра.

Он включается и выключается переключателем Activate/DeActive. Зелёный индикатор означает, что алгоритм работает; красный — что он выключен.

Важнейшая настройка — опорная точка белого, Reference (White Point):

• Keep Brighter: Самый яркий канал становится опорным, а более слабые каналы подтягиваются до его уровня. Общая яркость сохраняется, но слабый канал может зашумиться или насытиться.
• No Amplify (darker, cleaner): Опорным становится самый слабый канал, и все коэффициенты усиления остаются на уровне 1 или ниже. Шум не усиливается, ничего не насыщается; изображение лишь становится немного темнее.

Где автоматический баланс ошибается?

Когда допущение алгоритма неверно. Например, если один цвет, скажем красная ткань или цветной лист, заполняет весь кадр, алгоритм решает, что освещение красное, и «нейтрализует» реальный цвет. При контроле цвета это именно то, чего вы не хотите.

Вторая проблема — колебания. Если окружающее освещение постоянно, непрерывный пересчёт коэффициентов лишь заставляет цвет слегка «гулять» вверх-вниз по мере изменения содержимого сцены.

Ручной баланс белого по белой карточке

При постоянном освещении лучше выбрать плагин WhiteBalance. Вы калибруете один раз, и каждый раз используются одни и те же коэффициенты. Результат стабилен и воспроизводим. Порядок действий:

1. Поместите перед камерой равномерную белую поверхность, например белую карточку, так чтобы она заполняла весь кадр.
2. Нажмите Compute and Save Factors. Коэффициенты рассчитываются по последнему необработанному входному кадру и сохраняются в файл с расширением wb-factors-rev2. Имя файла формируется из серийного номера, модели и разрешения камеры.
3. Загрузите файл кнопкой Load и нажмите Enable.
4. Проверьте строку Compatibility. Если в ней остаётся Nothing, файл не соответствует размерам и формату этой камеры.

Эти коэффициенты рассчитываются для каждого пикселя отдельно, а не одним числом на всё изображение. Поэтому, если свет на карточке не идеально равномерен, эта неравномерность тоже записывается в коэффициенты. Держите карточку ровно и освещайте её равномерно.

Для цветной матричной камеры с выходом Bayer

Если вы получаете необработанные данные Bayer, плагин BayerAutoWhiteBalance выполняет ту же работу до дебайеризации. Он игнорирует сильно окрашенные, очень тёмные и насыщенные участки и оценивает освещение только по участкам, близким к нейтральным. Compute Every задаёт, сколько кадров проходит между пересчётами коэффициентов (по умолчанию 25). Меньшее число быстрее реагирует на изменения освещения, большее — сохраняет цвет стабильнее.

А линейные камеры?

У линейной камеры, помимо версии AutoWhiteBalance для линейного сканирования, в самой панели камеры есть два набора ползунков R, G и B. Brightness задаёт уровень чёрного каждого канала, Contrast — усиление каждого канала. Для ручного цветового баланса используйте Contrast. Только помните, что усиление усиливает и шум.

Наш совет

Сначала правильно настройте экспозицию, затем переходите к балансу белого. Никакое усиление не даст правильного цвета на насыщенном изображении. На производственной линии с постоянным освещением предпочтительна калибровка по белой карточке. Автоматический баланс оставьте для мест, где освещение действительно меняется.

Более общее объяснение цветового баланса и баланса белого см. Википедия (на английском).

Чтобы узнать о других цветовых инструментах, посетите страницу ПО Альтрон . Если цвета изображения всё ещё получаются неправильными, спросите нас через свяжитесь с нами здесь , и мы разберёмся вместе.