3. 坏点校正：从检测到工程落地的全流程

坏点校正，圈里人常叫 DPC（Defect Pixel Correction）。

说白了，就是 sensor 上总有那么几个像素「不听话」——要么永远亮着（白点），要么永远暗着（黑点），要么忽明忽暗（闪点）。

我刚开始做 ISP 时，觉得这玩意儿不就是个中值滤波嘛。后来被一个「间歇性坏点」坑了一整周，才老老实实把 DPC 当回事。

3.1 静态坏点检测与校正

静态坏点，就是 sensor 出厂时就带的那种「死像素」。位置固定，亮度偏差也固定。

检测方法其实很直接——拿一张均匀光照的图（比如灰卡），看哪些像素偏离邻域太多。

3.1.1 静态坏点表生成流程

1. 采集多帧均匀图：至少 10 帧，取平均降噪。
2. 计算局部均值：对每个像素，取 5x5 邻域均值（排除自身）。
3. 计算偏差比：ratio = pixel / local_mean。
4. 阈值判定：ratio > 1.5 或 < 0.5，标记为坏点。
5. 生成坏点坐标表：存到 OTP 或校准文件中。

3.1.2 静态校正算法

校正就简单了——查表，找到坏点，用邻域插值替换。

// 静态坏点校正伪代码
for each pixel (x, y) in image:
    if defect_table[x][y] == 1:
        // 取周围 4 个方向的好像素
        left  = get_good_pixel(x-1, y)
        right = get_good_pixel(x+1, y)
        up    = get_good_pixel(x, y-1)
        down  = get_good_pixel(x, y+1)
        // 中值或均值替换
        pixel[x][y] = median(left, right, up, down)

这里有个细节——方向选择。如果坏点在边缘，水平方向可能全是坏点，那就只用垂直方向。我见过有人直接取 3x3 均值，结果坏点簇没修干净，反而糊了细节。

3.2 动态坏点检测算法

动态坏点，是 sensor 使用过程中「新长出来」的坏点。温度、电压、老化都会诱发。

你想想看，sensor 用了一年，坏点数量可能翻倍。静态表根本管不住。

3.2.1 动态检测原理

核心思路：实时判断每个像素是否「异常」。

我项目中用得最多的是梯度检测法。为什么？因为它能区分「边缘」和「坏点」——边缘的梯度是连续的，坏点的梯度是孤立的。

3.2.2 梯度检测算法详解

// 动态坏点检测 - 梯度法
bool is_defect(pixel p, int x, int y) {
    // 计算四个方向的梯度
    float grad_h = abs(p[x][y] - p[x][y-1]) + abs(p[x][y] - p[x][y+1]);
    float grad_v = abs(p[x][y] - p[x-1][y]) + abs(p[x][y] - p[x+1][y]);
    float grad_d1 = abs(p[x][y] - p[x-1][y-1]) + abs(p[x][y] - p[x+1][y+1]);
    float grad_d2 = abs(p[x][y] - p[x-1][y+1]) + abs(p[x][y] - p[x+1][y-1]);

    // 取最小梯度方向
    float min_grad = min(grad_h, grad_v, grad_d1, grad_d2);

    // 如果最小梯度都大于阈值，说明该像素与周围都不像
    return min_grad > THRESHOLD_DEFECT;
}

3.3 坏点校正的工程实现

算法讲完了，但工程落地才是真功夫。

我见过太多人算法跑得飞起，一上硬件就崩。为什么？实时性、带宽、资源，这三个坎过不去，算法就是废纸。

3.3.1 流水线架构设计

坏点校正通常放在 ISP 流水线的第一级——在去噪、去马赛克之前。因为坏点如果不先修掉，后面所有模块都会被污染。

3.3.2 硬件实现的关键参数

3.3.3 工程避坑指南

• 坏点簇处理：连续 3 个以上坏点，中值滤波会失效。我建议用「方向插值 + 多级校正」——第一轮修孤立点，第二轮修簇。
• 边界处理：图像边缘的坏点，邻域不完整。我习惯用「镜像扩展」或「只取有效方向」。
• 实时性保障：动态检测每帧都跑，计算量不小。可以降采样检测——每 4x4 块只检中心像素，坏点率低时跳过整块。
• 误检抑制：纹理丰富的区域容易误判。加一个「纹理强度」判断——纹理强的地方，放宽检测阈值。

3.4 静态 + 动态联合策略

实际产品中，静态和动态是配合使用的。

1. 初始化：加载静态坏点表，标记已知坏点。
2. 逐帧检测：动态检测模块扫描新坏点。
3. 融合校正：静态表 + 动态检测结果，合并为最终坏点掩码。
4. 校正执行：统一用方向插值替换。

这样做的好处是——静态表保证基础质量，动态检测应对老化漂移。我参与的一个手机项目，sensor 用了两年后坏点率从 0.01% 涨到 0.5%，全靠动态检测兜底。