一、镜头阴影校正概述
1.1 什么是镜头阴影
镜头阴影，说白了就是拍出来的照片四角发暗、中间亮。你拿手机对着白墙拍一张，如果四角明显比中心暗，那就是镜头阴影。
我刚开始做图像调试那会儿，第一次看到这个现象还以为是传感器坏了。后来才知道，这其实是光学系统的物理限制，几乎每个镜头都有，只是程度不同而已。
镜头阴影的核心表现：
- 画面中心亮度正常，四角逐渐变暗
- 均匀光照下，四角亮度可能只有中心的 50%-80%
- 严重时肉眼可见明显的暗角
1.2 产生原因
为什么会这样？主要有两个原因。
光学特性
镜头本身就是一个光学系统。光线从镜头中心通过时，路径最短，能量损失最小。到了边缘，光线要走更长的路，还要穿过更多镜片边缘，自然就衰减了。
我记得有个项目，用了大光圈镜头，四角阴影特别严重。当时光学工程师跟我说，这是物理定律，没法完全消除，只能靠算法补偿。
CRA 不匹配
CRA（Chief Ray Angle，主光线角）是个关键参数。镜头出射的光线有个角度，传感器像素也有个最佳接收角度。这两个角度对不上，边缘像素就收不到足够的光。
我遇到过一款模组，镜头 CRA 是 28 度，传感器最佳 CRA 只有 22 度。结果拍出来的照片，四角不仅暗，还偏色。这就是典型的 CRA 不匹配。
| 原因类型 | 本质 | 典型表现 |
|---|---|---|
| 光学特性 | 光路衰减 | 四角均匀变暗 |
| CRA 不匹配 | 角度失配 | 四角偏色 + 变暗 |
1.3 阴影类型
亮度阴影
就是单纯的亮度不均匀。R、G、B 三个通道衰减比例差不多，画面只是四角暗，颜色没变。这种相对好处理，用增益补偿就行。
色彩阴影
这个就麻烦了。不同波长的光在镜头边缘衰减不一样，红色衰减多，蓝色衰减少，或者反过来。结果四角不仅暗，还偏色。
我调过一款广角镜头，四角偏紫红色特别明显。后来查数据发现，红色通道在边缘的响应比蓝色低了将近 15%。这就是典型的色彩阴影。
我的经验：色彩阴影比亮度阴影难调得多。亮度阴影可以统一补偿，色彩阴影需要分通道单独处理，而且不同色温下表现还不一样。
1.4 校正基本原理
校正的思路其实很简单：既然四角信号弱，那就给它多加点增益。
具体做法是：
- 拍一张均匀光照下的灰卡或白墙
- 统计每个像素位置的亮度值
- 以画面中心为基准，计算每个位置的增益系数
- 实际拍照时，对每个像素乘以对应的增益
用公式表示就是：
I_corrected(x, y) = I_raw(x, y) × Gain(x, y)
其中 Gain(x, y) 是预先计算好的增益表
中心区域 Gain ≈ 1.0
边缘区域 Gain > 1.0注意：增益不能无限放大。边缘增益太大，会把噪声也放大。我见过有人把边缘增益调到 2.0 以上，结果四角全是噪点。一般建议增益上限控制在 1.5-1.8 之间。
实际工程中，我们不会为每个像素单独存一个增益值，那样太占内存。通常的做法是：
- 用网格方式采样，比如 16×16 或 32×32 的网格
- 网格点之间用双线性插值计算
- R、G、B 三个通道分别存一套增益网格
这样既节省存储，又能保证校正精度。
下面这张图展示了镜头阴影校正的整体流程：
嗯，这里要注意一点：增益表不是一成不变的。不同色温下，色彩阴影的表现不一样。所以实际产品中，通常会存多组增益表，对应不同色温，然后根据当前色温做切换或插值。
我做过一个项目，只存了一组 D65 下的增益表。结果用户拿到室内暖光灯下拍照，四角偏色严重。后来改成三组增益表（D65、A 光源、TL84），问题才解决。
校正效果评估指标：
- 四角亮度与中心亮度比值 > 90%
- R/G/B 通道在四角的比值偏差 < 3%
- 校正后无明显色差或噪声放大
镜头阴影校正，说白了就是给图像边缘「补光」。但补多少、怎么补、补了之后会不会引入新问题，这些才是调试的难点。后面几章我会详细讲具体的调试方法和参数配置。