【轉】 ISP-黑電平校訂(BLC)

轉自：https://blog.csdn.net/xiaoyouck/article/details/72824534

介紹
黑電平（Black Level Correction）也就是黑色的最低點，以8bit數據來講，指在通過必定校準的顯示裝置上，沒有一行光亮輸出的視頻信號電平。定義圖像數據爲0時對應的信號電平。

緣由
那麼爲何要進行黑電平校訂呢？緣由以下：

CMOS傳感器採集的信息通過一系列轉換生成原始RAW格式數據。以8bit數據爲例，單個pixel的有效值是0~255，可是實際AD芯片（模數轉換芯片）的精度可能沒法將電壓值很小的一部分轉換出來，所以，sensor廠家通常會在AD的輸入以前加上一個固定的偏移量，使輸出的pixel value在5（非固定）~255之間，目的是爲了讓暗部的細節徹底保留，固然同時也會損失一些亮部細節，因爲對於圖像來講，咱們的關注度更傾向於暗部區域，ISP後面會有不少增益模塊（LSC、AWB、Gamma等），所以亮區的一點點損失是能夠接受的。
sensor的電路自己會存在暗電流，致使在沒有光線照射的時候，像素單位也有必定的輸出電壓，暗電流這個東西跟曝光時間和gain都有關係，不一樣的位置也是不同的。所以在gain增大的時候，電路的增益增大，暗電流也會加強，所以不少ISP會選擇在不一樣gain下減去不一樣的bl的值。

Optical Black
每一個sensor都有OB區域，CCD sensor初期成像效果較差，它會把top OB 和 side OB暴露給isp使用，這樣isp能夠本身估算不一樣區域不一樣的black level值，再分別處理。然而ob並不能真實的反映黑電平的值，所以目前不多有ISP或sensor去使用ob區域進行計算。

校訂
如今的主流cmos sensor都是本身把black level已經處理完了。在isp部分減掉的其實不是black level，而是sensor統一作出來的pedestal。sensor端不會將bl減完，由於sensor輸出不能爲負數，若將bl減完，就等於小於0的部分直接就丟掉了，這樣作會改變noise的分佈。

算法
通常BLC模塊會放在ISP比較靠前的位置，由於咱們但願圖像在進入其餘模塊以前可以還原最爲真實的圖像。有些sensor會在sensor內部集成BLC的模塊，那麼此時ISP裏的BLC模塊只作微調便可。

因爲硬件設計人員在設計BLC模塊時須要考慮效果和成本，所以目前市場上使用的ISP通常採用的方法是在sensor輸出的圖像上減去一個數值。

BLC各個通道均須要校訂，目前比較經常使用的方法有：

中值
全局均值
局部均值
自定義
計算較爲簡單，這裏不附代碼了。

tuning
因爲電源、PCB等各個緣由，咱們遇到的黑平衡並非那麼理想，以下兩種狀況，固然還有更糟的，這裏不一一列舉。

 

校訂前須要根據圖像的具體狀況進行分析，若圖像平面趨於平整，則推薦使用全幀均值；若圖像出現一些峯值，有明顯突出山峯等，推薦使用中值的方法；若出現某個角的值比較高，可能因爲電源或者其餘的緣由引發的，則推薦使用局部計算的方法；此外，還有自定義、最大值等方法，須要根據不一樣圖像的狀況去選擇方法，終其目的都是同樣的。

以單通道爲例，如下是黑電平校訂的示意圖：