第3章 黑电平校正（BLC）：暗部偏色的根源与解法

黑电平校正，圈里人常叫BLC。这玩意儿看着简单，但坑特别多。我见过不少调试新手，花了两周调AWB和CCM，结果暗部偏色怎么都压不住——最后发现是BLC没设对。

说白了，黑电平就是传感器在完全无光环境下输出的“假信号”。你想想看，一个像素理论上全黑时应该输出0，但实际电路总会漏点电荷进来。这个底数不扣干净，暗部就会发绿、发紫，甚至出现奇怪的色斑。

3.1 黑电平产生的物理原因

为什么会有黑电平？三个主要原因：

• 暗电流：硅基半导体在热激发下产生电子-空穴对，温度越高暗电流越大。夏天户外35°C和冬天室内15°C，黑电平能差十几个LSB。
• 像素复位噪声：CMOS传感器每行复位时残留的电荷，不同行之间会有细微差异。
• ADC偏移：模数转换器本身有个固定的底数，通常在16-64 LSB之间。

我在项目中遇到过一款OV的传感器，常温下黑电平只有32 LSB，但放到-10°C低温箱里，直接掉到8 LSB。如果不做温度补偿，暗部直接偏蓝。

3.2 联咏平台BLC参数体系

联咏的BLC模块，我习惯把它分成三层：

层级	参数名	作用范围	典型值
全局	blc_offset	整帧所有像素	16-64 LSB
行级	blc_line_correct	每行独立校正	0-15 LSB
通道	blc_r/g/b	R/G/B通道分别设置	R比G高2-4 LSB

嗯，这里要注意：通道独立的BLC是解决暗部偏色的关键。因为传感器R/G/B像素的量子效率和暗电流特性不同，如果四个通道用同一个BLC值，暗部一定会偏色。

3.3 BLC调试流程

我总结了一套“三步走”的方法，联咏平台通用：

1. 采集暗帧：盖上镜头盖，用遮光布包严实。曝光时间设成正常场景的1倍、2倍、4倍，各拍10帧。
2. 计算均值：对每帧计算R/Gr/Gb/B四个通道的平均值。联咏的ISP Tool可以直接导出RAW数据，省得自己写脚本。
3. 写入参数：把均值填入blc_r/blc_gr/blc_gb/blc_b。注意Gr和Gb要分开设，很多传感器这两个通道有差异。

我曾经遇到一个项目，暗部总是偏紫。查了三天，最后发现是Gr和Gb差了3个LSB。分开设之后，偏色立刻消失。你想想看，3个LSB在亮部根本看不出来，但在暗部就是明显的色偏。

3.4 联咏平台代码示例

下面是一段联咏ISP Tool的BLC配置示例，我加了注释：

// 黑电平校正参数结构体
typedef struct {
    UINT16 blc_offset;      // 全局偏移，范围0-255
    UINT16 blc_r;           // R通道黑电平
    UINT16 blc_gr;          // Gr通道黑电平  
    UINT16 blc_gb;          // Gb通道黑电平
    UINT16 blc_b;           // B通道黑电平
    UINT8  blc_line_en;     // 行校正使能
    UINT8  blc_line_thr;    // 行校正阈值
} BLC_Param;

// 典型配置：IMX335传感器，增益1x，曝光30ms
BLC_Param blc_cfg = {
    .blc_offset = 32,       // 全局底数32 LSB
    .blc_r      = 34,       // R通道略高
    .blc_gr     = 32,       // Gr通道基准
    .blc_gb     = 31,       // Gb通道略低
    .blc_b      = 33,       // B通道
    .blc_line_en = 1,       // 开启行校正
    .blc_line_thr = 8       // 行差异超过8 LSB才校正
};

联咏平台还支持增益自适应BLC。当ISP增益变化时，BLC值会跟着缩放。这个功能默认开启，但要注意：如果传感器本身有非线性，自适应反而会引入误差。我一般会在增益超过4倍时，手动重新标定一组BLC。

3.5 BLC与暗部偏色的关系

为什么BLC不准会导致偏色？我画个图你就明白了：

你看，R通道实际黑电平是34 LSB，但错误配置用了32 LSB。这2 LSB的差值在亮部（比如200 LSB以上）几乎没影响，但在暗部（10-30 LSB）就是10%以上的误差。人眼对暗部色差特别敏感，所以偏色一下子就暴露了。

3.6 实战中的BLC调优技巧

最后分享几个我在联咏平台上积累的经验：

• 温度补偿要开：联咏的BLC模块内置了温度查表，把-20°C到60°C的BLC值填进去，能省很多事。
• 多增益标定：至少标定1x、2x、4x、8x四组BLC。联咏支持增益分段线性插值，中间值会自动算。
• 暗部偏绿：通常是Gb通道BLC偏低，把Gb加2-4 LSB试试。
• 暗部偏紫：R通道BLC偏低，或者B通道BLC偏高，调整对应通道即可。

嗯，BLC这部分就讲到这里。记住一句话：暗部偏色，八成是BLC的锅。把黑电平标准了，后面的AWB和CCM才能发挥正常效果。