一、人眼 vs 相机：有无颜色恒常性

数字相机的白平衡，旨在使场景中的中性色（如白衣服、白墙）在不同光源下都能被还原为中性色，避免颜色随环境色温发生漂移。

人眼具备“颜色恒常性”：从暖光到冷光，无论光源色温如何变化，人眼视觉系统都能自动扣除光源色调，将白衣服始终感知为白色。

而相机传感器无此特性，仅被动记录物理光信号——以最常见的 RGB 传感器为例，图像中白衣服的 RGB 数值会随光源色温变化而偏移。

二、色温偏移与白平衡模式

当相机白平衡固定为“晴天”时，下午拍摄会偏淡黄色，日落拍摄则偏微红色（如图2所示）。

为模拟人眼的恒常性，图像处理需根据当前照明估计参考白点，重新调整 R/G/B 三通道增益，使场景中性色满足 R ≈ G ≈ B。实际相机中，这种校正通过三种路径实现：

自动白平衡（AWB）
算法统计图像中的高亮或近中性区域，自动估算场景色温并施加通道增益。在单一光源、亮度充足的条件下 AWB 通常给出可靠结果；但在混合光源、极低照度或某一颜色主导画面（如大面积绿植）时，统计假设失效：可能过度补偿而将中性区反向拉偏，或在场景色温突变时无法及时重新收敛，导致后续数帧持续偏色。

半自动和手动白平衡
成像设备通常提供常见光源对应的固定预设（日光 ≈ 5500 K、阴天 ≈ 6500 K、卤素灯 ≈ 3200 K、荧光灯 ≈ 4000 K 等），每种绑定一个标称色温与通道增益；也可由用户直接输入目标 K 值。增益在拍摄前锁定，不随画面内容变化，因此在光源已知且单一时比 AWB 更稳定、可重复，常用于设备评价与受控照明测试。

自定义白平衡
若预设或手动 K 值仍无法匹配实际光照，可在目标场景下对中性灰卡或白卡拍摄一帧，相机以该区域的实测 RGB 比值确定当前色温，并将所得增益用于后续所有帧。由于既不依赖 AWB 的统计估计，也不受预设固定映射的限制，这种方式精度最高.

三、白平衡测试
白平衡用于评估成像系统在不同色温光源下，能否将中性物体准确还原为中性色。其测试方法需基于标准图像质量实验室条件，推荐采用 ColorChecker Classic 24 色卡作为标准测试图卡，配合RIQA等图像质量分析软件完成客观评价。ColorChecker Classic 24 由 18 个彩色块和 6 个中性灰块组成，色块光谱反射特性经过标准化设计，可模拟人体肤色、树叶、蓝天等自然物体的反射特征，广泛用于色彩还原与白平衡校准两类测试。常见的白平衡误差量化方式，主要通过计算中性灰块的饱和度和色差实现。

4.1 设备选用：
白平衡测试将用的测试设备有立式LS-CCXL-2S06-IR立式多色温补光光源和TC-24Color 24色测试图卡。

4.2 测试步骤

1. 将色卡吸附在中性灰背板上，左右居中、水平平齐；

2. 调整光源色温及亮度等级到目标值照度条件（A光：30Lux、800Lux；TL84：30Lux、800Lux；D50/D65: 30Lux、800Lux，有条件的话可以验证D75：30Lux&300Lux），正常可测试6500K，1000Lux，并保证测试卡表面均匀性达到90%以上；

3. 将设备固定在夹具中，需检查设备镜头有无脏污，若有则需使用镜布进行擦拭，若镜头损坏则需更换设备；

4. 将三脚架、云台调平，调整画面，确保图像画面不少于1/2到2/3之间，镜头表面和图卡表面相对平行且画面上下、左右对称；

5. 拍摄时，等画面稳定后进行拍摄。建议拍摄3张样本图像。

4.3 软件分析
1. 打开RIQA图像质量测试软件，点击颜色测试项，根据拍摄的图片选择24色测试。

2.把图片导入RIQA图像质量测试软件后，选择对应图卡类型及颜色参考值文件后，点击“开始”，软件自动框选出分析区域，框选区域不小于38*38pixel，也可手动选择分析区域;

3.点击“分析”，得出的结果如下图所示

在测试结果中包含多个测试结果，如图片饱和度，色差，信噪比，色坐标分析图等等。可保存PDF，TXT，Excel报告查看测试结果及示意图。