树莓派AWB(自动白平衡)算法中约束条件的优势
2026/8/21 7:02:15 网站建设 项目流程

目录

一、添加约束条件的优势

1.1 二维高斯似然原始公式

1.2 施加约束

1.3 尺度变换:离线合并缩放因子(最关键步骤)

1.4 σ 参数的工程含义:似然‑先验平衡旋钮

1.5 如果为什么不能合并缩放?

二、粗搜索完整数据流(修正版 SOP)

👉离线 PC 调参脚本阶段

👉嵌入式实时粗搜索运行阶段

三、Transverse 求精代价函数补充


一、约束条件的优势

1.1 二维高斯似然原始公式

假设校正后色块残差服从零均值二维独立高斯分布,R、B 残差互不相关。

单个色块 i:

N 个色块相互独立,联合概率:

负对数‑似然代价:

展开:

  • 求和项:变量项,随候选光源改变
  • :全局偏移常数项;对全部候选光源取值一模一样,直接丢弃,不需要任何处理。

1.2 施加约束

代入:

丢弃常数偏移项,保留:

完整总代价(粗搜索阶段)

1.3 尺度变换:离线合并缩放因子(最关键步骤)

代价最小化问题,给全部候选光源代价统一乘以一个正系数,最优光源解保持不变

两边乘以

定义离线预缩放后的新先验代价

👉运行时实时代码(嵌入式)最终最简公式

运行阶段,不再出现;浮点乘法全部放到离线 tuning 脚本一次性完成。 这就是文档原话「减少计算量」的真正含义。

⚠️再次强调:

  1. 丢弃的:(偏移常数,和 prior 无关)
  2. 合并进先验的:缩放系数(乘号,不是加号) 二者完全不是同一个东西。

1.4 σ 参数的工程含义:似然‑先验平衡旋钮

原始贝叶斯空间,二者单位天然统一;缩放后,σ 决定似然项与先验项之间的权重配比:

  1. 变小 →缩小 →数值缩小 似然项占主导,AWB 更加相信图像色块证据,跟踪光源快,更容易受彩色物体干扰飘色
  2. 变大 →放大 →数值变大 先验代价约束力变强,白平衡更稳定,但是光源切换响应变慢

⚠️一个高频工程事故点: 如果直接把的数值原样填入配置文件的 prior_cost 字段,忘记乘以。 先验权重会严重偏弱,先验约束几乎失效,AWB 退化成无先验搜索。

1.5 如果为什么不能合并缩放?

此时 R 残差、B 残差拥有各自独立权重,无法提取一个全局公因子同时作用在整个似然求和项; 就不能用单一系数统一缩放全部似然,进而不能一次性缩放整张先验代价表。 运行阶段就必须实时计算除法权重,增加运算开销。

二、粗搜索完整数据流(修正版 SOP)

👉离线 PC 调参脚本阶段

  1. 选定全局高斯标准差参数
  2. 根据色温统计频次,算出原始理论先验代价
  3. 执行缩放:
  4. 将色温控制点写入 ISP 参数文件

👉嵌入式实时粗搜索运行阶段

输入:本帧筛选出 N 个中性色块遍历 CT‑Curve 上每一个候选光源点

  1. 白平衡增益:
  2. 校正色块色度、计算残差:
  3. 似然代价:
  4. 查表读出已经缩放完成的
  5. 总代价 = 似然代价 +
  6. 记录代价最小的粗搜索光源点
  7. 进入 Transverse 横向求精阶段

三、Transverse 求精代价函数补充

横向求精不再被约束在 CT‑Curve 折线上。 d = 当前待求光源白点,到 CT‑Curve 曲线的垂直距离。 完整求精代价:

K:横向偏移惩罚系数,人工 tuning 参数,用来控制允许白点偏离普朗克轨迹的程度。

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