04 · 偏色检测

偏色（Color Cast） 指画面整体色调偏移——偏黄、偏绿、偏蓝等，通常由白平衡错误、光源色温变化或 ISP 参数不当引起。

1. 为什么用 Lab 颜色空间

CIE L*a*b* 将亮度（）与色度（）分离：

通道	含义
	亮度，0（黑）～100（白）
	绿 ← → 红
	蓝 ← → 黄

正常中性灰应满足 。偏色时色度向量整体偏移。

整体色调偏移（已脱敏：去除 OSD 水印）

2. 偏色指数模型

对 通道统计：

平均色度偏移向量长度（偏离中性灰的程度）：

色度离散度（颜色分布的 spread）：

偏色指数：

• 大 → 整体色调偏移明显
• 小 → 颜色种类少（单色偏）
• 越大 → 偏色越显著

判定：

3. 几何解释

在 平面上，像素云中心距原点越远， 越大；云团越集中， 越小， 升高。

flowchart LR
    A[BGR 图像] --> B[cvtColor → Lab]
    B --> C[提取 a*, b* 平面]
    C --> D[计算 D, M]
    D --> E[K = D / M]
    E --> F{K > T?}
    F -->|是| G[偏色告警]

4. 实现要点

Mat lab;
cvtColor(bgr, lab, COLOR_BGR2Lab);
// 分离 a*, b* 通道（OpenCV Lab 为 8-bit 编码，需按标准转换）
Scalar meanA, stdA, meanB, stdB;
// ... meanStdDev 得 bar_a, bar_b, sigma_a, sigma_b
double D = sqrt(bar_a*bar_a + bar_b*bar_b);
double M = sqrt(sigma_a*sigma_a + sigma_b*sigma_b);
double K = D / (M + 1e-6);

OpenCV 的 Lab 为 编码，应用时需按 CIE 规范反量化到物理 ，或在整个流程中保持一致标定。

5. 与过亮/过暗的关系

极端过曝/欠曝也会改变可观测色度分布。工程上建议：

• 先排除蓝屏、死白区域
• 偏色检测可在中间亮度像素子集上统计（如 ）

6. 局限

情况	影响
场景本身单色（蓝天、绿草地）	可能偏高，需 ROI 或场景模型
艺术调色	非故障，业务层需白名单

7. 参考文献

1. Hunter R S. Photoelectric color-difference meter. JOSA, 1948, 38(12): 1094–1102. — CIE Lab 基础。
2. Finlayson G D, Schaefer G. Colour correction and the calibrated camera. CVPR Workshop, 2013.
3. Ebner M. Color Constancy. Wiley, 2007. — 色恒性与偏色建模。

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