回答:
元の仮定では、平均シーンはカラーニュートラルである必要があるため、シーン内の平均カラーを計算し、すべてのピクセルに同じ補正を適用することにより、正しいホワイトバランスを持つべき平均カラーがニュートラルなシーンが得られます。支配的な色とシーンがある場合、これは失敗します。
アルゴリズムは、長年にわたってより高度になり、多くの技術論文と特許が主題について書かれました。既知の光源のセットにクランプなどのインテリジェンスを追加しました。
正確なアルゴリズムはカメラごとに異なり、日中は屋外での変動がほとんどない非常にうまく機能するようです。人工光の下ではより多くの変動があり、むしろヒットまたはミスです。古いデジタルカメラは特に悪かったが、平均して改善されてきた。
私が今まで見た中で最高のホワイトバランス性能は、HP Photosmart R967にありました。DCリソースはこれに気づき、ノーベル賞を受賞すべきだとコメントしました！最近のいくつかのコンパクトカメラも素晴らしい仕事をしています。このためのデジタル一眼レフに対するミラーレスカメラの利点は、センサー全体からデータを読み取ることができることです。DSLRは、ライブビューモードでこれを実行できるようになりました。
一部のDSLRでは、代わりにホワイトバランスを測定するというまったく異なるアプローチを使用しています。これは、オリンパスE-5の場合です。カメラに当たる光を測定する専用の「外部」センサーがあります。被写体とは異なる照明から撮影している場合は、これをオフにすることができます。
カメラは使用するホワイトバランスを知ることができず、画像データ（または場合によっては外部のセンサー、Itaiが答えで述べたように）に基づいて推測することしかできません。
たとえば、青い壁の画像を撮影すると、カメラは青い光の中で灰色の壁の画像を撮影したと判断し、画像は青ではなく灰色になります。（これは、自動露出で白または黒の壁を撮影するときとほぼ同じ現象であり、カメラは両方が灰色になるように露出を設定します。）
私は常に自動ホワイトバランスを使用し、生の画像から現像するときに手動で調整します。私の経験では、自動ホワイトバランスは時々オンになり、ほとんどの場合非常に近く、まれな状況ではオフになります。
また、「正しい」ホワイトバランス設定は、必ずしも光源の正確な色温度ではないことに注意してください。画像は自然に見えるためにわずかな色の変更が必要な場合があり、かなりの量が必要になる場合もあります。明るい日光の下で撮影された画像は、わずかに黄色が必要になる場合があり、青の時間で撮影された画像には、多くの青が必要な場合があります。
答えは、カメラの多くの異なるモデルおよびそれらに関連するファームウェアと同じくらい多様です。
AWBに設定すると、ほとんどの古いデジタルカメラ（この質問が出されたときのほとんどすべてを含む）は、フレーム内の最も明るい領域がニュートラルホワイトまたは非常に明るいグレーであるという仮定に基づいてホワイトバランスを設定しようとするアルゴリズムを使用します。一部の領域が3つのチャネルすべてで完全に飽和しない限り（露出調整が適用される前）、これはかなりうまく機能します。
結果は、利用可能なプリセット選択の1つ（昼光、タングステン、曇り、蛍光など）に似ている場合もあれば、いずれかとはかなり異なる場合もあります。検出されたシーンは、1つのことをカメラのプリセットの選択肢の一つに近い十分であれば可能性が適用されるか、されないかもしれない問題の正確なカメラモデルに応じて、。
最近のカメラは、多くの場合、カメラモデルごとに大幅に異なる、より高度なアルゴリズムを使用しています。ほとんどの最上層モデルは、フレームのデータがカメラのファームウェアにロードされ、最も近い一致の指示に基づいて適用されるライブラリと比較される、Nikonの「Matrix」またはCanonの「Evaluative」計測など、いくつかの形式の計測に似ています。カメラがフレームの上部に明るい青空を、下部フレームに暗い緑を含むシーンを検出すると、ランドスケーププロファイルに基づいてWBを適用します。肌の色調のように見える領域が多数あるシーンを検出すると、ポートレートプロファイルに基づいてWBを適用します。（この説明は、分析され、結果に影響を与える可能性のある多くの微妙な点から非常に単純化されています。）
一部のカメラでは、シーンの最も明るい領域にバイアスをかけるか、シーンのより平均的な領域にバイアスをかけるかをユーザーが選択できます。キヤノンは、最新モデルの一部で利用可能な2つの選択肢を「ホワイトプライオリティAWB」または「アンビエンスプライオリティAWB」と呼んでいます。