Lokale Beleuchtungsschätzung und Farbkorrektur bei ungleichmäßiger Beleuchtung

Die Fähigkeit des Menschen, Farben weitgehend unabhängig von der Beleuchtung als konstant wahrzunehmen, wird als Farbkonstanz bezeichnet. Wird z.B. ein Raummit einer Lichtquelle beleuchtet, die hauptsächlich Licht im roten und grünen Bereich des Spektrums ausstrahlt, so nimmt ein menschlicher Betrachter die Farben der Objekte des Raumes dennoch korrekt wahr, ganz im Gegensatz zu einem maschinellen Sensor. Ein digitaler oder analoger Sensor mißt das von den Objekten reflektierte Licht. Daher würden die Objekte auf einem Foto einen starken Gelbstich bekommen. Da die Bildinformation bei modernen Kameras digital vorliegt, kann diese weiterverarbeitet werden, um ein farbkorrigiertes Bild zu erhalten, dessen Farben den tatsächlichen Objektfarben entsprechen. Im Bereich der Fotographie wird dies als Weißabgleich bezeichnet. Die korrekte Bestimmung der Objektfarben ist nicht nur in der Fotographie sondern auch bei der automatischen Objekterkennung und der gesamten Farbbildverarbeitung von großer Wichtigkeit. Viele bisher entwickelte Algorithmen zur Farbkonstanz bzw. zum automatischen Weißabgleich gehen davon aus, das die Beleuchtung über das gesamte Bild gleichmäßig ist oder sind sehr aufwendig in der Implementierung. Im Rahmen dieses Beitrags wird ein paralleles Verfahren zur Bestimmung der tatsächlichen Objektfarben vorgestellt. Das Verfahren basiert auf der Berechnung der durchschnittlichen lokalen Farbe. Mit Hilfe der durchschnittlichen lokalen Farbe wird die Beleuchtung für jeden Bildpunkt bestimmt. Bei bekannter Beleuchtung eines jeden Objektpunktes kann die Reflektanz der Objekte und somit deren Farbe bestimmt werden. Das Verfahren zeichnet sich durch seine Einfachheit aus. Dadurch könnte es sehr einfach direkt in Bildaufnahmeund Bildwiedergabegeräte integriert werden.