坏点校正（DPC）：静态坏点与动态坏点

坏点校正，英文叫 Defective Pixel Correction，简称 DPC。

说白了，就是 sensor 上有些像素点坏了，拍出来的图像上会有固定的亮点或暗点。你想想看，一张照片上突然冒出来几个白点或者黑点，多碍眼。

我刚开始做 ISP 的时候，遇到过一台设备，拍出来的夜景照片上全是星星点点的白斑。客户以为是 sensor 坏了，折腾了好久。后来一查，是 DPC 没开，动态坏点检测阈值设得太保守了。

嗯，这节课我们就来聊聊 DPC 的那些事。

静态坏点 vs 动态坏点

坏点分两种：静态坏点和动态坏点。

• 静态坏点：出厂就有的，位置固定。比如 sensor 生产时某个像素短路了，永远输出全白或全黑。这种坏点，厂家会提供一个坏点列表（Defective Pixel List），我们直接查表校正就行。
• 动态坏点：用着用着才出现的。温度变化、电压波动、长时间曝光，都可能导致某些像素突然“抽风”。这种坏点位置不固定，得靠算法实时检测。

我在项目中遇到过一种情况：某款 sensor 在低温环境下，动态坏点数量暴增。一开始以为是 sensor 批次问题，后来发现是 DPC 算法对低温噪声的鲁棒性不够。调了阈值之后，问题就解决了。

DPC 算法原理

DPC 算法其实不复杂。核心就三步：

1. 检测：判断当前像素是不是坏点。
2. 校正：如果是坏点，用周围像素的值把它替换掉。
3. 平滑：避免校正后出现突兀的像素块。

检测方法有很多种，我常用的有两种：

• 阈值法：当前像素值与周围像素的平均值做差，如果差值超过某个阈值，就判定为坏点。简单粗暴，但阈值不好设。设小了容易误检，设大了漏检。
• 梯度法：计算像素在水平和垂直方向上的梯度。如果某个方向的梯度异常大，说明这个像素可能是坏点。这种方法对边缘区域更友好，不容易把边缘误判为坏点。

校正方法就更直接了：

• 中值滤波：取周围 3x3 或 5x5 窗口的中值来替换。效果不错，但计算量大。
• 均值滤波：取周围像素的平均值。速度快，但容易模糊细节。
• 方向插值：沿着边缘方向做插值。效果最好，但实现复杂。

我个人习惯用梯度法检测 + 中值滤波校正。为什么？因为梯度法能更好地保护边缘，中值滤波对孤立坏点效果极佳。两者搭配，干活不累。

驱动寄存器配置实战

好了，理论说完了，我们来点实际的。

以某款常见的 ISP 芯片为例，DPC 相关的寄存器主要有这几个：

寄存器名称	地址	功能描述
DPC_EN	0x3000	DPC 功能使能，bit0=1 开启
DPC_THRESHOLD	0x3004	动态坏点检测阈值，范围 0-255
DPC_STATIC_LIST_ADDR	0x3008	静态坏点列表起始地址
DPC_STATIC_LIST_LEN	0x300C	静态坏点列表长度
DPC_MODE	0x3010	校正模式选择：0=中值，1=均值，2=方向插值

配置流程大概是这样的：

// 1. 使能 DPC
write_reg(0x3000, 0x01);

// 2. 设置动态检测阈值
// 这个值需要根据 sensor 的噪声水平来调
// 我一般从 40 开始试，然后看效果微调
write_reg(0x3004, 40);

// 3. 加载静态坏点列表
// 假设坏点列表在内存地址 0x8000 处，共 100 个坏点
write_reg(0x3008, 0x8000);
write_reg(0x300C, 100);

// 4. 选择校正模式
// 我推荐用中值滤波，效果最稳定
write_reg(0x3010, 0x00);

嗯，这里还要提一下动态坏点检测的时机。我建议在每一帧的开始做检测，而不是每一帧都做。为什么？因为动态坏点不会频繁变化，每帧都检测浪费算力。一般每 10 帧检测一次就够了。

另外，静态坏点列表的维护也很重要。sensor 出厂时厂家会给一个列表，但 sensor 用久了，坏点会增多。我建议在设备每次启动时，先跑一遍坏点检测，把新出现的坏点加到列表里。这样能保证校正效果始终在线。

SVG 流程图：DPC 处理流程

这个流程图很直观。像素进来，先查静态坏点列表。如果在列表里，直接校正。如果不在，再走动态检测。动态检测通过了，就输出原值。没通过，就校正。

为什么要先查静态列表？因为静态坏点检测快，查表就行。动态检测要算梯度、做比较，慢一些。先快后慢，效率最高。

好了，DPC 的内容就讲到这里。记住，坏点校正不是一劳永逸的事。sensor 会老化，环境会变化，阈值和模式都需要根据实际情况调整。多试、多调、多观察，才能把 DPC 调好。