ISP算法学习之BLC（黑电平校正）

BLC——black level correction黑电平校正

在ISP算法中进行黑电平校正的目的是消除图像中的暗电流噪声和感光器非均匀性引起的色彩偏差。

一、产生的原因

暗电流（Dark Current）是指在没有光照条件下，图像传感器（例如CMOS或CCD）中产生的电流。暗电流会导致图像中的噪声，尤其是在低光环境和长曝光时间下更为明显。它会影响图像质量，导致出现色彩偏差、亮度不均匀和动态范围降低等问题。

暗电流产生的原因主要有以下几点：

1. 热噪声：图像传感器中的半导体材料在一定温度下会产生热激发电子，这些电子在没有光照的情况下仍然会导致电荷积累。热噪声是暗电流的主要来源，且随着温度的升高而增加。

2. 漏电流：图像传感器中的各种元件（例如光电二极管、MOS晶体管等）可能会存在漏电流，这些电流在没有光照的情况下也会导致电荷积累。

3. 制程缺陷：图像传感器在制造过程中可能会出现材料缺陷、晶格不完整等问题，这些缺陷可能导致电荷在暗环境下发生非均匀积累。

二、矫正的方法

1、sensor端：

一些传感器设计中包含未受光照的参考像素。这些参考像素可以用于估计传感器的黑电平偏置。然后将估计的黑电平偏置从感光像素数据中减去，以实现黑电平校正。（不属于ISP部分）

例如下图把一部分行盖起来（OB area），不进行曝光，得到OB area的信号。即可以知道黑的时候的信号，可以将Effective Area区域的信号减去黑的时候的信号实现黑电平校正。

2、ISP端校正：

2.1、固定值校正：

根据传感器规格或实验测量结果，可以为每个颜色通道设置固定的黑电平偏置。在ISP端，将这些偏置值从每个像素值中减去，以实现黑电平校正。

注意：只算G通道的gain值就行了，后面可以根据G通道的gain值算出B/R的gain。

2.2、ISO联动：

ISO联动法是一种在不同ISO设置下自适应调整黑电平偏置的方法。

在实际应用中，摄像头的ISO设置会影响图像的亮度和噪声。较高的ISO值会增加图像的亮度，但同时也会增加图像噪声，包括暗电流噪声。因此，在处理不同ISO设置下的图像时，需要相应地调整黑电平校正策略。

ISO联动法的核心思想是根据当前的ISO设置调整黑电平偏置值。在低ISO设置下，由于暗电流噪声较小，可以使用较低的黑电平偏置值；而在高ISO设置下，由于暗电流噪声较大，需要使用较高的黑电平偏置值。

2.3曲线拟合

上面两个方法校正出来的每个通道的校正值是个固定值，但是我们知道，实际在像素不同位置黑帧的数据是不一样的，所以更准确的方式就是每个点都求出一个校正值对该点进行校正。但是现在一般像素值都很高，不可能把每个点的值都存下来，这样内存需求太大，所以就同过采样的方式。就是在黑帧中选择一些像素点求出该点的校正值，然后把坐标和校正值存在一个LUT中，后续其他的像素点的校正值就可一个通过坐标和这个LUT进性插值求得校正值，从而实现每个点的精准校正。 

总结：