1、黑電平定義
黑電平(Black Level Correction):即黑色數據的最低電平值,通常指感光圖像數據為0時對應的sensor信號電平值。
2、黑點平成因
黑電平形成的原因有多種,主要的形成原因如下面兩點:
(1) CMOS傳感器采集的信息經過一系列轉換生成原始RAW格式數據。以8bit數據為例,單個pixel的有效值是0~255,但是實際AD芯片(模數轉換芯片)的精度可能無法將電壓值很小的一部分轉換出來,因此,sensor廠家一般會在AD的輸入之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,目的是為了讓暗部的細節完全保留,當然同時也會損失一些亮部細節,由于對于圖像來說,我們的關注度更傾向于暗部區域,ISP后面會有很多增益模塊(LSC、AWB、Gamma等),因此亮區的一點點損失是可以接受的。
(2) sensor的電路本身會存在暗電流,導致在沒有光線照射的時候,像素單位也有一定的輸出電壓,暗電流這個東西跟曝光時間和gain都有關系,不同的位置也是不一樣的。因此在gain增大的時候,電路的增益增大,暗電流也會增強,因此很多ISP會選擇在不同gain下減去不同的bl的值。
如多sensor輸出raw數據中附加的黑電平值,需要在ISP最前端去干凈。如果不去干凈,干擾信息會影響后端ISP各模塊的處理,尤其會導致AWB容易不準,出現畫面整體偏綠或者整體偏紅現象。
3、黑電平校正算法
一般BLC模塊會放在ISP比較靠前的位置,因為我們希望圖像在進入其他模塊之前能夠還原最為真實的圖像。有些sensor會在sensor內部集成BLC的模塊,那么此時ISP里的BLC模塊只做微調即可。如下圖:
目前主流黑電平校正方案有兩種:
(1) 由于硬件設計人員在設計BLC模塊時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固定數值,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,利用一次函數的方式進行校正,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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原文標題:圖像處理之黑電平校正
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