Это хороший вопрос, на который у меня нет хорошего ответа :) в таких случаях обычно строится "illuminant map", карта осветителя: маска, выделяющая части изображения, освещенные одним источником света. В вашем примере ее построить легко, скажем, из размытого канала b (у вас их будет две). Затем для каждого источника применяется профиль и соответствующие части изображения подтягиваются к нейтральному балансу, но не до конца, а лишь в той степени, в которой способно адаптироваться наше зрение. Так мы получаем хоть какие-то цветовые переходы вместо изображения, состоящего из двух частей, одной - оранжевой, а другой - синей.
У X-Rite в ПО для ColorChecker есть построение "Dual illuminant profile", профиля для двух осветителей, но я пока не экспериментировал с этим, да и не очень верю, что подобную коррекцию можно выполнить на автомате. Легко построить illuminant map в вашем случае; а если у нас интерьер с лампами накаливания и энергосберегающими лампами?