4、黑电平校正（BLC）：把“纯黑”还给图像
黑电平校正，英文叫 Black Level Correction，简称 BLC。这名字听着挺学术，说白了就是一件事：让传感器在完全没光的时候，输出值归零。
你可能会想，没光不就是 0 吗？哪有这么简单。我刚开始做 ISP 时也这么以为，结果第一次看 raw 图就傻眼了——盖上镜头盖，像素值居然还有 50 多。嗯，这就是黑电平没处理好。
4.1 黑电平是怎么来的？
黑电平不是 bug，它是传感器的物理特性。CMOS 传感器内部有读出电路、放大器、ADC 转换器，这些电路本身就有暗电流和偏置电压。哪怕光子一个都没进来，电路也会产生一个基础输出值。
这个基础值，就是黑电平。通常用 ADC 的码值来表示。比如 10-bit 的 sensor，黑电平可能在 50～100 之间。
关键认知：黑电平不是噪声，它是信号的一个固定偏置。如果不减掉它，整个图像都会偏亮，暗部细节被“抬”起来，对比度也会变差。
我遇到过一家方案商，他们调完图像总觉得暗部发灰，查了半天才发现黑电平没校准，直接用了 sensor 默认值。减掉之后，暗部一下就沉下去了。
4.2 BLC 校正方法：两种主流做法
BLC 校正其实不复杂，核心就两步：测出黑电平值，然后减掉它。但怎么测、怎么减，有讲究。
4.2.1 硬件自动校正（OB 像素法）
很多 sensor 内部会留几行或几列 光学黑像素（Optical Black，OB）。这些像素被金属层遮住，收不到光。sensor 会实时读出这些 OB 像素的平均值，作为当前帧的黑电平参考。
- 优点：实时跟踪，能应对温度和增益变化。
- 缺点：OB 像素数量有限，统计值可能有波动。
- 适用场景：大部分安防监控 sensor 都支持。
4.2.2 软件手动校正（查表法）
如果 sensor 不支持 OB 模式，或者你想更精细地控制，可以在 ISP 里做软件校正。做法是：
- 盖上镜头盖，采集一帧全黑 raw 图。
- 统计整帧或分区域的像素平均值。
- 把这个值写入 ISP 的 BLC 寄存器。
- ISP 在 raw 域直接减去这个值。
我的习惯：做软件校准时，我会采集多帧取平均，避免单帧的随机噪声影响结果。另外，不同增益下的黑电平不一样，最好在多个增益点分别标定。
4.3 温度对黑电平的影响：一个容易被忽略的变量
黑电平不是固定的。它随温度变化，而且变化幅度不小。我做过一个测试，在 25°C 和 60°C 下，同一个 sensor 的黑电平差了将近 20 个码值。
为什么会这样？因为暗电流随温度升高呈指数增长。温度每升高 10°C，暗电流大约翻一倍。黑电平自然也跟着涨。
| 温度 | 黑电平（10-bit） | 暗电流相对值 |
|---|---|---|
| 25°C | 52 | 1.0x |
| 40°C | 62 | ~2.0x |
| 60°C | 72 | ~4.0x |
避坑指南：我曾经在夏天做室外摄像头的调试，白天调好的黑电平，到了晚上温度降下来，画面反而变暗了。后来我加了温度补偿表，每 5°C 一个档位，动态调整 BLC 值，问题才解决。
4.4 调试技巧：让 BLC 更精准
BLC 调试看起来简单，但要做好，有几个细节需要注意。
4.4.1 分通道校正
不同颜色通道的暗电流不一样。R、Gr、Gb、B 四个通道的黑电平可能有差异。如果统一减一个值，会出现偏色。我建议：
- 分别统计每个通道的黑电平。
- 每个通道独立做减法。
- 校正后检查暗部是否还有偏色。
4.4.2 增益联动
模拟增益和数字增益都会放大黑电平。如果只做一次 BLC，增益变化后黑电平会再次出现。正确的做法是：
- 在增益变化后重新计算 BLC。
- 或者把 BLC 放在增益之前做。
4.4.3 不要过减
减多了，暗部细节会被削掉，出现“死黑”。我一般会留 1～2 个码值的余量，保证暗部有层次。
一句话总结：BLC 的目标不是把黑电平减到 0，而是减到 sensor 的噪声基底附近。减多了丢细节，减少了画面发灰。
4.5 BLC 校正流程：一张图看懂
下面这张 SVG 图，把 BLC 的完整流程和关键节点画出来了。你可以把它贴在调试笔记里，随时对照。
4.6 小结：BLC 调好了，图像就稳了一半
黑电平校正虽然只是 ISP 流程中的一个小环节，但它直接影响整个图像的亮度和色彩基调。调好了，暗部干净、对比度自然；调不好，后面做再多 AWB、CCM 都救不回来。
我个人习惯在项目初期就把 BLC 的标定流程固定下来，包括温度补偿表和增益联动表。这样后面调试其他模块时，至少能保证黑电平是准的，不会出现“调了半天发现是黑电平没搞对”的尴尬。
嗯，这一章就到这里。记住一句话：黑电平不是噪声，它是信号的一部分。处理好它，图像就成功了一半。