3. 黑电平校正 (BLC)
黑电平校正，简称 BLC。这名字听着挺学术，说白了就是告诉相机：「什么是真正的黑色」。
你想想看，传感器在完全没有光的情况下，输出的像素值并不是 0。因为电路本身有暗电流，ADC 也有偏置。如果不把这部分减掉，你拍出来的黑色物体就会发灰，暗部细节全被埋掉了。
我刚开始做 ISP 时，遇到过一台相机拍夜景，画面总是灰蒙蒙的。折腾了半天，最后发现就是 BLC 没校准好。嗯，从那以后我再也不敢小看这个模块了。
3.1 BLC 原理
BLC 的核心公式很简单：
P_out = max(P_in - BLC_offset, 0)其中：
- P_in：传感器原始输出值
- BLC_offset：黑电平偏移量
- P_out：校正后的像素值
但实际工程中，这个 offset 不是固定值。它跟很多因素有关：
- 温度：暗电流随温度升高而增大，offset 会漂移
- 增益：模拟增益放大时，黑电平也会被放大
- 行位置：有些传感器不同行的暗电流不一致
- 通道：R/Gr/Gb/B 四个通道的 offset 可能不同
关键认知：BLC 不是简单减一个常数。好的 BLC 模块会做「动态校正」，根据当前增益、温度、行位置查表或插值得到合适的 offset。
我见过一些方案，直接用固定值减。结果就是：低增益下暗部偏紫，高增益下暗部偏绿。说白了，这就是没处理好通道间的 offset 差异。
3.2 BLC 校准方法
校准 BLC，核心思路就是「拍一张全黑图，然后统计」。具体怎么做？我一般分三步：
3.2.1 采集黑帧
把镜头完全遮光，确保没有任何光线进入传感器。然后拍一张 raw 图。注意：
- 环境温度要覆盖你产品的使用范围（比如 -20°C 到 60°C）
- 增益要覆盖所有档位（低增益、中增益、高增益）
- 曝光时间要覆盖典型值（长曝光时暗电流更明显）
注意：遮光不严是 BLC 校准最常见的坑。我曾经遇到过，校准出来的 offset 偏大，导致正常画面暗部被裁切。排查了两天才发现，是遮光罩漏光。
3.2.2 统计黑电平值
对黑帧的每个通道分别统计：
// 伪代码示例
for each channel (R, Gr, Gb, B):
sum = 0
count = 0
for each pixel in channel:
sum += pixel_value
count++
avg = sum / count
offset[channel] = avg但这里有个细节：传感器边缘的像素可能有光学暗区，统计时最好只取中间区域。我个人习惯取图像中心 80% 的区域。
3.2.3 建立 LUT 或拟合曲线
把不同温度、不同增益下的 offset 值整理成表：
| 温度 (°C) | 增益 (dB) | R offset | Gr offset | Gb offset | B offset |
|---|---|---|---|---|---|
| -20 | 0 | 64 | 66 | 65 | 63 |
| 25 | 0 | 72 | 74 | 73 | 71 |
| 60 | 0 | 88 | 91 | 90 | 87 |
| 25 | 12 | 144 | 148 | 146 | 142 |
实际运行时，ISP 根据当前温度和增益查表，线性插值得到实时 offset。
工程技巧：如果传感器支持「光学黑像素 (OB pixels)」，可以利用这些像素实时计算 offset，省去查表。但 OB 像素的稳定性要验证，我遇到过 OB 像素本身有噪声的情况。
3.3 BLC 调试参数
调试 BLC 时，你主要跟这几个参数打交道：
- global_offset：全局黑电平偏移，所有通道共用
- channel_offset[4]：每个通道独立的偏移量
- gain_compensation：增益补偿系数，offset 随增益变化的斜率
- temperature_compensation：温度补偿系数，offset 随温度变化的斜率
- row_noise_compensation：行噪声补偿，逐行调整 offset
调试流程我一般这样走：
- 先调全局 offset：在常温、0dB 增益下，让黑帧的均值接近目标值（通常是 64 或 128，取决于 ADC 位深）
- 再调通道平衡：确保 R/Gr/Gb/B 四个通道的黑电平一致，避免暗部偏色
- 然后调增益补偿：在不同增益下验证，offset 是否跟随增益线性变化
- 最后调温度补偿：在高低温环境下验证，offset 是否稳定
经验之谈：通道平衡是最容易被忽视的。很多工程师只调了全局 offset，结果暗部偏色严重。我建议在调试时，专门拍一张全黑图，放大到 400% 看每个通道的直方图，确保它们的均值相差不超过 1 个 DN。
3.4 效果验证
BLC 调得好不好，怎么验证？我一般用三个方法：
3.4.1 黑帧验证
拍全黑图，检查：
- 均值是否接近目标值（比如 64）
- 各通道均值差异是否 < 1 DN
- 是否有行噪声或列噪声残留
3.4.2 暗部渐变验证
拍一张暗部有渐变的场景（比如黄昏的墙壁），检查：
- 暗部是否偏色
- 暗部细节是否被裁切（如果 offset 偏大，暗部会被裁成 0）
- 从暗到亮的过渡是否平滑
3.4.3 全链路验证
把 BLC 放到整个 ISP 流水线中，看最终效果：
- 暗部噪声是否被放大（BLC 减掉 offset 后，噪声相对比例会变大）
- 暗部偏色是否在 AWB 后得到纠正
- 动态范围是否受影响（BLC 裁切会导致暗部细节丢失）
避坑指南：我曾经遇到过，BLC 调完后黑帧看起来很好，但正常画面暗部发紫。后来发现是 BLC 和后面的数字增益模块配合有问题——数字增益把残留的通道差异放大了。所以，BLC 一定要和 AWB、CCM 联调。
3.5 BLC 知识体系
下面这张图，是我自己总结的 BLC 知识结构。你可以把它当作调试时的检查清单：
这张图把 BLC 拆成了四个维度：原理、校准、调试、验证。你在实际项目中，可以按这个框架一步步来。别跳步，跳步容易踩坑。
好了，BLC 就聊到这儿。记住一句话：黑色不是天生的，是算出来的。把黑电平校准了，你的 ISP 流水线才算真正站稳了第一步。