色恒常性（Color constancy）は、主観的恒常性の一例であり、人間の色知覚システムの特徴であり、変化する照明条件下で物体の知覚される色が比較的一定に保たれることを保証する。 たとえば、緑色のリンゴは、主照明が白い日光である正午、および主照明が赤色の日没時に緑色に見えます。 これにより、オブジェクトを識別するのに役立ちます。
色覚
カラービジョンは、生物と機械が、物体によって反射、透過、または放出される異なる波長の光に基づいて物体を区別することができるプロセスである。 人間では、光は視覚野に信号を送る2種類の光受容体である円錐と棒を使って目で検出され、視覚野はその感覚を色の主観的知覚に変換します。 色の恒常性は、与えられた瞬間にそれから反射する光の量または波長にかかわらず、脳が馴染みのある物体を一貫した色として認識することを可能にするプロセスである。
オブジェクト照度
色の不変性の現象は、照明源が直接知られていないときに生じる。 この理由から、色の恒常性は、曇った日ではなく太陽と澄んだ空での日に大きな影響を及ぼします。 太陽が見えるときでさえ、色の不変性は色の知覚に影響するかもしれません。 これは、すべての可能な光源を無視しているためです。 対象物は複数の光源を眼に反射することがあるが、色の不変性は客観的な同一性を一定に保つ。
DH Foster（2011）は次のように述べています。「自然環境では、光源自体は、場面の特定の場所での照明が、通常、範囲内に分布する直接的および間接的な[光]の複雑な混合物である自然な環境における可能な照度の広範なスペクトルと、人間の目が色を知覚する能力が限られているということは、色の不変性毎日の知覚において機能的な役割を果たす。 色の不変性は、人間が世界と一貫性を持って、または真実にやり取りすることを可能にし、時間の判断をより効果的に行うことを可能にする。
生理学的基礎
色恒常性の生理学的基礎は、コーン活動の局所比を計算する一次視覚野における特殊ニューロンを含むと考えられている。これは、土地のレチネックスアルゴリズムが色恒常性を達成するのと同じ計算である。 これらの特殊化された細胞は、色の相反性と空間的な相反性の両方を計算するため、二重敵性細胞と呼ばれています。 二重敵対細胞は、最初に金魚網膜のナイジェル・ドー（Nigel Daw）によって記述された。 霊長類の視覚系におけるこれらの細胞の存在についてのかなりの議論があった。 それらの存在は、逆相関受容野マッピングと、一度に単一コーンクラスを選択的に活性化する特別な刺激、いわゆる「コーンアイソレート」刺激を用いて最終的に証明された。
色の不変性は、入射照明がある範囲の波長を含む場合にのみ作用する。 目の異なる円錐セルは、場面のあらゆる物体によって反射される光の波長の異なるが重なり合う範囲を記録する。 この情報から、視覚システムは照明光のおおよその組成を決定しようと試みる。 次いで、この照明は、物体の「真の色」または反射率：物体が反射する光の波長を得るために割り引かれる。 この反射率は、知覚される色を大きく左右する。
神経メカニズム
色の不変性には2つのメカニズムがあります。 最初のメカニズムは無意識の推論です。 第2の見解は、この現象を感覚適応によって引き起こされると考えている。 研究は網膜細胞ならびに視覚に関連する皮質領域の変化に関連する色の不変性を示唆している。 この現象は、視覚系の様々なレベルの変化に起因する可能性が最も高い。
コーンアダプテーション
網膜内の特殊化された細胞である円錐は、局所環境内の光レベルに相対的に調整されます。 これは個々のニューロンのレベルで起こる。 しかしながら、この適応は不完全である。 色順応もまた、脳内のプロセスによって調節される。 サルの研究は、色覚感度の変化が、細胞間側膝状体ニューロンにおける活性と相関することを示唆している。 色の不変性は、個々の網膜細胞における局在化した変化、または脳内のより高レベルの神経プロセスに帰することができる。
メタメリズム
メタメリズムは、2つの別々のシーン内での色の認識であり、色の不変性に関する研究に役立つ。 研究は、競合する色彩刺激が提示されるとき、空間的比較が視覚系の早期に完了しなければならないことを示唆している。 例えば、被験者が二色性様式の刺激、灰色のような色の配列、および灰色のような刺激を提示され、アレイの特定の色に焦点を当てると言われるとき、空色は双眼で知覚されるときとは異なるように見えるファッション。 これは、空間的比較に関連する色判定は、V1単眼ニューロンで、またはその前に完了しなければならないことを意味する。 脳の領域V4などの視覚系の後に空間比較が起こると、脳は両眼様に見えるかのように色および空色の両方を知覚することができる。
レティネックス理論
この効果は1971年にエドウィン・H・ランド（Edwin H. Land）によって説明された。 「レチネックス」という言葉は、「網膜」と「皮質」から形成されたポートマンタウであり、目と脳の両方が処理に関与していることを示唆しています。
この効果は以下のように実験的に実証することができる。 数多くの色付きのパッチからなる「モンドリアン」（絵画が類似しているピエント・モンドリアンの後）と呼ばれるディスプレイが人に示される。 ディスプレイには3つの白色光が照射され、1つは赤色フィルタで投影され、1つは緑色フィルタで投影され、もう1つは青色フィルタで投影されます。 人は、ディスプレイの特定のパッチが白く見えるようにライトの強度を調整するように求められます。 実験者は、この白く見えるパッチから反射された赤色、緑色および青色の光の強度を測定する。 次に、実験者は、その人に、例えば緑色に見える隣接するパッチの色を識別するように頼む。 実験者は、緑のパッチから反射された赤色、青色、および緑色の光の強度が、もともと白色のパッチから測定されたものと同じになるように光を調整する。 緑色のパッチが緑色に表示され続け、白いパッチが白く見え、残りのパッチがすべて元の色を維持するという点で、色の不変性を示します。
色の不変性は、コンピュータビジョンの望ましい特徴であり、この目的のために多くのアルゴリズムが開発されている。 これらには、いくつかのretinexアルゴリズムが含まれます。 これらのアルゴリズムは、画像の各ピクセルの赤/緑/青の値を入力として受け取り、各点の反射率を推定しようとします。 そのようなアルゴリズムの1つは、以下のように動作する。全ピクセルの最大赤色値rmaxが決定され、最大緑色値gmaxおよび最大青色値bmaxも決定される。 シーンがすべての赤色光を反射する物体と、すべての緑色光を反射する（他の）物体と、すべての青色光を反射する物体とを含むと仮定すると、照明光源が（rmax、gmax、bmax） 。 値（r、g、b）を有する各ピクセルについて、その反射率は（r / rmax、g / gmax、b / bmax）として推定される。 Land and McCannによって提案された元のretinexアルゴリズムは、この原理のローカライズ版を使用しています。
retinexモデルはコンピュータビジョンでは依然として広く使用されているが、実際の人間の色知覚はより複雑であることが示されている。