這對(duì)你來(lái)說(shuō)可能不太明顯，但是當(dāng)你在中午進(jìn)入你的家，走到?jīng)]有窗戶，只有鎢燈或熒光燈照亮你的路的較低層時(shí)，白色的墻壁看起來(lái)是白色的，所有家具的顏色看起來(lái)都是“正確的”，就像它們?cè)谏蠈右粯?。這就是顏色恒常性。人類的視覺系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)化到了一種動(dòng)態(tài)的“白平衡”狀態(tài)。在晚上，雖然鎢燈燈泡看起來(lái)有點(diǎn)黃，但周圍環(huán)境卻保持著各自的顏色平衡，就像陽(yáng)光透過(guò)窗戶時(shí)一樣。這種好奇心首先由埃德溫H.蘭德（edwinh.Land）展示，當(dāng)時(shí)他點(diǎn)亮了一個(gè)由一組隨機(jī)色塊組成的“蒙德里安”（Mondrian），它由三種光源組成：紅色、綠色和藍(lán)色。調(diào)整三個(gè)光源的強(qiáng)度，使白色斑塊看起來(lái)是中性的。然后，假設(shè)用三個(gè)光源照射紅色斑塊，使得紅色斑塊的反射光與初始實(shí)驗(yàn)中的白色斑塊具有相同的光譜（增加藍(lán)色和綠色強(qiáng)度），人們可以假設(shè)紅色斑塊將移動(dòng)到中性顏色。然而，對(duì)觀察者來(lái)說(shuō)，紅色的斑點(diǎn)仍然是紅色的，白色的斑點(diǎn)是中性的，綠色的斑點(diǎn)是綠色的，依此類推?，F(xiàn)在，將這個(gè)觀察結(jié)果與一個(gè)男人在男裝店買西裝的情況進(jìn)行對(duì)比。他挑選出一套在周圍鎢燈照明下呈深棕色的西裝。令他大吃一驚的是，在白天，這套衣服看上去是一種非常難看的綠色陰影。在這種情況下，人類的視覺系統(tǒng)能夠檢測(cè)到光源的影響（鎢光源幾乎沒(méi)有綠光），如何協(xié)調(diào)這些不同的經(jīng)驗(yàn)？答案只能在人類彩色視覺系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)和理論研究中找到。顏色恒常性的研究是人類顏色視覺系統(tǒng)研究的一個(gè)重要方面，具有重要的實(shí)際意義和商業(yè)意義。也許最常見的潛在應(yīng)用是在復(fù)制傳統(tǒng)或數(shù)字?jǐn)z影圖像。使用CCD或CMOS成像傳感器的傳統(tǒng)鹵化銀薄膜和數(shù)碼相機(jī)具有固定的光譜靈敏度，這意味著當(dāng)它們對(duì)給定的光源進(jìn)行平衡時(shí)，它們會(huì)從中性物體產(chǎn)生一種中性顏色，而光源的任何變化都會(huì)使顏色復(fù)制偏離發(fā)光體：在鎢絲燈下朝向紅色，在某些熒光燈下朝向綠色，在日光陰影中朝向藍(lán)色。薄膜通過(guò)對(duì)日光和鎢光源使用不同的光譜靈敏度以及對(duì)其他光源使用顏色校正濾波器來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。數(shù)碼相機(jī)有預(yù)先設(shè)定的和動(dòng)態(tài)的方法來(lái)估計(jì)光源，這允許紅、綠、藍(lán)通道的相對(duì)增益發(fā)生變化，以保持“白平衡”。這些校正允許“成像系統(tǒng)”產(chǎn)生一種打印或顯示，使其看起來(lái)像原始圖像觀察員。但是，假設(shè)存在混合光源，例如鎢和日光、鎢和熒光，或直接日光和藍(lán)色陰影。人類的彩色視覺系統(tǒng)能夠在掃描場(chǎng)景時(shí)進(jìn)行調(diào)整，并創(chuàng)建圖像的“記憶”。然而，當(dāng)一幅圖像被具有固定光譜靈敏度的膠片或數(shù)碼相機(jī)捕捉到，并且只有一次“白平衡”調(diào)整，得到的圖像將不是觀察者記憶中的圖像。顏色恒常性的研究集中在這些問(wèn)題上，而這項(xiàng)正在進(jìn)行的研究的結(jié)果將導(dǎo)致開發(fā)軟件來(lái)處理圖像，以便使其恢復(fù)到觀察者“看到和記住”的東西，或者，對(duì)于數(shù)碼相機(jī)來(lái)說(shuō)，是在照相機(jī)中進(jìn)行的處理，它在存儲(chǔ)圖像之前進(jìn)行處理，然后根據(jù)傳感器生成的數(shù)據(jù)作為普通彩色圖像文件進(jìn)行打印。另一個(gè)應(yīng)用是高級(jí)目標(biāo)識(shí)別，其中捕獲的圖像內(nèi)容被陰影和多個(gè)光源遮擋。Marc Ebner的顏色恒常性是威利is&T系列在成像科學(xué)和技術(shù)方面的第四個(gè)產(chǎn)品。Ebner博士系統(tǒng)地介紹了人類視覺系統(tǒng)、彩色圖像形成、顏色再現(xiàn)和顏色空間，這些都是理解顏色恒常性復(fù)雜性的基礎(chǔ)。本文的大部分內(nèi)容致力于對(duì)顏色恒定性的實(shí)驗(yàn)和理論理解，以及估計(jì)復(fù)雜場(chǎng)景中“局部”光源光譜的相關(guān)方法。將現(xiàn)有理論和算法的結(jié)果與發(fā)表論文中的相關(guān)實(shí)驗(yàn)心理學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較。這是一個(gè)‘必須’為所有科學(xué)家和工程師工作在任何方面復(fù)雜的色彩場(chǎng)景識(shí)別和再現(xiàn)。埃布納博士從1996年開始從事計(jì)算機(jī)視覺研究，1999年獲得博士學(xué)位后，他一直在教授計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、虛擬現(xiàn)實(shí)和進(jìn)化算法。他的研究主要集中在計(jì)算機(jī)視覺和進(jìn)化算法上。他是30多個(gè)同行評(píng)議出版物的作者，經(jīng)常在國(guó)際會(huì)議上發(fā)言，特別是在機(jī)器智能、計(jì)算機(jī)視覺、生物啟發(fā)系統(tǒng)和遺傳編程等領(lǐng)域。在過(guò)去的幾年里，他對(duì)將進(jìn)化方法應(yīng)用于計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域的興趣與日俱增。2000年，他開始研究顏色恒定性問(wèn)題。他意識(shí)到，在開發(fā)可視化算法時(shí)，非常重要的一點(diǎn)是，算法足夠健壯，能夠在內(nèi)部和外部實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化任務(wù)。然而，他了解到內(nèi)部的照明條件與外部的照明條件有很大的不同，因此使魯棒算法的開發(fā)變得復(fù)雜。這些顏色視覺問(wèn)題定義了Ebner博士所做的研究，因?yàn)樗麑Ｗ⒂陂_發(fā)顏色恒定性的并行算法，這種算法也可以映射到人類視覺系統(tǒng)的已知特性上。憑借對(duì)顏色恒常性研究的杰出貢獻(xiàn)，埃布納博士加入了一個(gè)精英研究小組，包括格雷厄姆·芬萊森、馬克·費(fèi)爾柴爾德和布賴恩·芬特，走在這一領(lǐng)域研究的前沿。艾伯納博士將他的專業(yè)知識(shí)、知識(shí)和對(duì)色覺研究的熱情帶到了威利IS&T系列影像科學(xué)與技術(shù)的第四個(gè)課程中。