1、黑電平定義
黑電平(Black Level Correction):即黑色數(shù)據(jù)的最低電平值,通常指感光圖像數(shù)據(jù)為0時(shí)對應(yīng)的sensor信號電平值。
2、黑點(diǎn)平成因
黑電平形成的原因有多種,主要的形成原因如下面兩點(diǎn):
(1) CMOS傳感器采集的信息經(jīng)過一系列轉(zhuǎn)換生成原始RAW格式數(shù)據(jù)。以8bit數(shù)據(jù)為例,單個(gè)pixel的有效值是0~255,但是實(shí)際AD芯片(模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片)的精度可能無法將電壓值很小的一部分轉(zhuǎn)換出來,因此,sensor廠家一般會(huì)在AD的輸入之前加上一個(gè)固定的偏移量,使輸出的pixel value在5(非固定)~255之間,目的是為了讓暗部的細(xì)節(jié)完全保留,當(dāng)然同時(shí)也會(huì)損失一些亮部細(xì)節(jié),由于對于圖像來說,我們的關(guān)注度更傾向于暗部區(qū)域,ISP后面會(huì)有很多增益模塊(LSC、AWB、Gamma等),因此亮區(qū)的一點(diǎn)點(diǎn)損失是可以接受的。
(2) sensor的電路本身會(huì)存在暗電流,導(dǎo)致在沒有光線照射的時(shí)候,像素單位也有一定的輸出電壓,暗電流這個(gè)東西跟曝光時(shí)間和gain都有關(guān)系,不同的位置也是不一樣的。因此在gain增大的時(shí)候,電路的增益增大,暗電流也會(huì)增強(qiáng),因此很多ISP會(huì)選擇在不同gain下減去不同的bl的值。
如多sensor輸出raw數(shù)據(jù)中附加的黑電平值,需要在ISP最前端去干凈。如果不去干凈,干擾信息會(huì)影響后端ISP各模塊的處理,尤其會(huì)導(dǎo)致AWB容易不準(zhǔn),出現(xiàn)畫面整體偏綠或者整體偏紅現(xiàn)象。
3、黑電平校正算法
一般BLC模塊會(huì)放在ISP比較靠前的位置,因?yàn)槲覀兿M麍D像在進(jìn)入其他模塊之前能夠還原最為真實(shí)的圖像。有些sensor會(huì)在sensor內(nèi)部集成BLC的模塊,那么此時(shí)ISP里的BLC模塊只做微調(diào)即可。如下圖:
目前主流黑電平校正方案有兩種:
(1) 由于硬件設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)BLC模塊時(shí)需要考慮效果和成本,因此目前市場上使用的ISP一般采用的方法是在sensor輸出的圖像上減去一個(gè)固定數(shù)值,該固定值,對RGB各通道可以是一樣,也可以是不一樣,目前大多數(shù)廠家如安霸、海思等基本都是采用該方案;
(2) 利用黑電平隨溫度和gain的漂移曲線,利用一次函數(shù)的方式進(jìn)行校正,但是對于不同sensor,漂移曲線不一樣,因此該方案沒有作為通用方案,如下圖:
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原文標(biāo)題:圖像處理之黑電平校正
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