3. 黑电平校正（BLC）——把“假黑”变成“真黑”
黑电平校正，圈里人常叫 BLC（Black Level Correction）。
说白了，就是让传感器在完全没光的时候，输出信号正好是 0。但现实没这么完美——传感器本身有暗电流，读出电路也有偏置，导致“全黑”画面看起来发灰发绿。我刚开始调 ISP 时，就吃过这个亏：一台 IPC 夜视模式下画面偏紫，折腾半天，最后发现是 BLC 没调对。
3.1 黑电平是怎么产生的？
黑电平不是 bug，是物理规律。主要有三个来源：
- 暗电流：半导体热激发产生的电子，温度越高越明显。夏天户外相机黑电平能比冬天高 10~20 LSB。
- 读出电路偏置：ADC 和模拟前端为了避开噪声死区，会加一个固定偏置电压。
- 像素工艺差异：R/G/B 通道的暗电流不一致，导致黑电平不均衡。我见过某款 sensor，B 通道黑电平比 R 通道高 8 LSB，不校正的话暗部偏蓝。
关键指标：黑电平通常用 LSB（Least Significant Bit）表示。10-bit sensor 的黑电平典型值在 32~64 LSB 之间，12-bit 的在 128~256 LSB 之间。
3.2 BLC 校正原理——减法艺术
校正原理其实很简单：测出黑电平值，然后从每个像素中减掉它。
但怎么测？有两种主流方法：
| 方法 | 原理 | 优点 | 缺点 |
|---|---|---|---|
| 光学黑区（OB） | 传感器边缘有被遮光的像素，直接读它们的平均值 | 实时、准确、不占额外资源 | OB 区域有限，统计样本少 |
| 暗场标定 | 在产线上拍一张全黑图，存下每个像素的偏移量 | 像素级校正，精度最高 | 需要产线工序，存储空间大 |
我个人的习惯是：量产用 OB 法，高端产品加暗场标定做二次校正。OB 法够快，但遇到 sensor 一致性差的批次，暗场标定能救回来。
校正公式也很直白：
// 伪代码：BLC 校正
// ob_avg 是光学黑区平均值
// target 是目标黑电平（通常为 0 或 16）
for each pixel in frame:
corrected_pixel = raw_pixel - (ob_avg - target)
if corrected_pixel < 0:
corrected_pixel = 0 // 钳位到 0
小技巧：目标黑电平不一定要设为 0。我习惯留 16 LSB 的余量，防止减过头导致暗部细节丢失。尤其是 10-bit 系统，减到 0 后暗部噪声会被截断，画面出现“死黑”。
3.3 BLC 参数调试实战
调试 BLC 需要三个工具：全黑图、灰阶卡、示波器（或直方图工具）。
下面是我常用的调试流程：
- 拍全黑图：盖上镜头盖，确保完全遮光。环境温度控制在 25°C ± 2°C。
- 观察直方图：看 R/G/B 三个通道的峰值位置。正常应该在 32~64 LSB（10-bit）。
- 调整 OB 区域选择：有些 sensor 的 OB 区域边缘有漏光，要避开。我遇到过 OB 行数选错，导致校正后画面顶部偏暗。
- 逐通道微调：R/G/B 分别设置目标黑电平，让三个通道在全黑下输出一致。
- 验证动态范围：拍灰阶卡，检查暗部 1%~5% 灰阶是否可见。
注意：BLC 必须在 增益（Gain）之前 做。如果先放大再减黑电平，暗电流噪声会被放大，信噪比下降。ISP pipeline 的顺序是：BLC → 去噪 → 增益 → 白平衡。
下面这张图展示了 BLC 在 ISP 流程中的位置：
3.4 常见问题与避坑
调试 BLC 时，我踩过的坑比调过的参数还多。下面几个是高频问题：
- 黑电平随温度漂移：sensor 温度每升高 10°C，暗电流翻倍。我建议在 -20°C、25°C、60°C 三个温度点标定，做温度补偿表。
- OB 区域被污染：有些模组的 OB 区域密封不好，漏光。我遇到过一批 IPC，白天画面正常，晚上偏色，最后发现是 OB 区进了杂光。
- 减过头导致负值：校正后像素值小于 0，被钳位到 0，暗部细节丢失。解决办法是留余量，或者用线性映射代替硬钳位。
- 通道间黑电平不一致：R/G/B 三个通道的 OB 平均值不同，校正后暗部偏色。我习惯每个通道独立计算 OB 均值，而不是用全局均值。
避坑指南：我曾经在调试一款 4K sensor 时，发现画面左上角始终偏暗。查了三天，最后发现是 OB 区域选择框超出了有效像素区，读到了无效数据。从那以后，我每次都会用 sensor 的 datasheet 确认 OB 区域的行列范围。
最后说一句：BLC 调好了，画面暗部干净、色彩准确；调不好，后面所有模块都在给 BLC 擦屁股。别小看这个减法，它是 ISP 的基石。