BLC(BlackLevel Correction)------黑电平校正

底电流, Black Level
    也叫暗电流,意思是说环境全黑的时候的电流。是用来定义图像数据为 0 时对应的信号电平。
    由于暗电流的影响, 传感器出来的实际原始数据并不是我们需要的黑平衡( 数据不为0) 。 所以,为减少暗电流对图像信号的影响,可以采用的有效的方法是从已获得的图像信号中减去参考暗电流信号。一般情况下, 在传感器中,实际像素要比有效像素多, 像素区头几行作为不感光区( 实际上, 这部分区域也做了 RGB 的 color filter) , 用于自动黑电平校正, 其平均值作为校正值, 然后在下面区域的像素都减去此矫正值, 那么就可以将黑电平矫正过来了。
原因
    1. CMOS传感器采集的信息经过一系列转换生成原始RAW格式数据。以8bit数据为例,单个pixel的有效值是0~255,但是实际AD芯片(模数转换芯片)的精度可能无法将电压值很小的一部分转换出来,因此,sensor厂家一般会在AD的输入之前加上一个固定的偏移量,使输出的pixel value在5(非固定)~255之间,目的是为了让暗部的细节完全保留,当然同时也会损失一些亮部细节,由于对于图像来说,我们的关注度更倾向于暗部区域,ISP后面会有很多增益模块(LSC、AWB、Gamma等),因此亮区的一点点损失是可以接受的。
  • 2.sensor的电路本身会存在暗电流,导致在没有光线照射的时候,像素单位也有一定的输出电压,暗电流这个东西跟曝光时间和gain都有关系,不同的位置也是不一样的。因此在gain增大的时候,电路的增益增大,暗电流也会增强,因此很多ISP会选择在不同gain下减去不同的bl的值。

影响

1,黑阶不够黑
2,影像整体呈现雾状,不够通透
3,影像产生色偏

去除暗电流可以减掉底噪声,但是也不能去除太多,过大的设置底电流值会导致图像信息丢失;过小的话图片会整体偏白并且噪声过高。
BLC(BlackLevel Correction)------黑电平校正_第1张图片

算法

一般BLC模块会放在ISP比较靠前的位置,因为我们希望图像在进入其他模块之前能够还原最为真实的图像。有些sensor会在sensor内部集成BLC的模块,那么此时ISP里的BLC模块只做微调即可。

由于硬件设计人员在设计BLC模块时需要考虑效果和成本,因此目前市场上使用的ISP一般采用的方法是在sensor输出的图像上减去一个数值。

BLC各个通道均需要校正,目前比较常用的方法有:

中值
全局均值
局部均值
自定义

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