📚 课程目录第4章镜头阴影校正(LSC)

4. 镜头阴影校正（LSC）：亮度阴影与颜色阴影的成因分析、LSC Gain Table 的生成与标定流程、四角偏色问题的解决思路

镜头阴影校正，圈里人常叫 LSC。说白了，就是解决照片四周发暗、发绿或者发红的问题。你拿手机对着白墙拍一张，如果四角比中心暗，那就是亮度阴影；如果四角偏绿或偏紫，那就是颜色阴影。

我刚开始做 ISP 调试那会儿，最头疼的就是这个。明明 sensor 和 lens 都选得不错，一拍出来四角就是花的。后来才明白，这不是硬件坏了，是光学的物理规律决定的。

先说说亮度阴影。镜头本身是个凸透镜，光线从中心通过和从边缘通过，路径长度不一样。边缘的光线到达 sensor 时，能量已经衰减了不少。这就是 cos⁴ 定律——边缘照度大致按 cos⁴θ 下降。θ 越大，衰减越狠。

颜色阴影呢？更麻烦。不同波长的光在镜头里折射率不同。红光偏折小，蓝光偏折大。到了 sensor 边缘，红光和蓝光到达的位置就错开了。这就是 Chief Ray Angle（CRA）失配。Sensor 的微透镜设计有最佳入射角，边缘光线角度偏了，颜色就串了。

  核心结论：亮度阴影是能量衰减，颜色阴影是光谱分离。两个问题经常同时出现，但校正方法不同。

我在一个项目里遇到过极端情况——用了大广角镜头，边缘亮度掉了 40%，四角还带一圈紫边。当时排查了很久，最后发现是 lens 的 CRA 和 sensor 的 micro-lens 没对齐。换了个 lens 就好了。所以选型阶段就要看 CRA 匹配。

校正阴影，核心就是给每个像素乘一个增益。中心区域增益小，边缘增益大。这个增益值存在一张表里，叫 Gain Table。

标定流程我一般分五步走：

准备均匀光源——积分球或者均匀白板。光源色温要稳定，我习惯用 D65。
采集 raw 图——盖上镜头盖拍一张暗场，再对着光源拍一张亮场。暗场用来减掉固定噪声。
计算增益——把亮场图分成网格，比如 16x16 或 32x32。每个网格算一个平均亮度值。中心网格的亮度作为基准，其他网格的增益 = 基准 / 当前亮度。
插值平滑——直接算出来的增益可能有噪声，要用双线性或双三次插值做平滑。我习惯用双线性，速度快，效果也够。
写入寄存器——把平滑后的 Gain Table 转成定点数，烧进 ISP 的 LSC 模块。

这里有个细节：Gain Table 的精度很关键。我一般用 Q8.8 格式，也就是 16 位定点数，8 位整数 8 位小数。精度太低，校正后会有条纹；精度太高，寄存器装不下。

我的习惯：标定环境一定要稳定。光源波动超过 1%，就得重拍。我曾经因为空调吹动了积分球，导致标定结果每天都不一样。后来把积分球放在恒温箱里，问题才解决。

下面这张图是 LSC 标定的完整流程：

亮度阴影校正完了，四角可能还是偏色。这就是颜色阴影没处理好。解决思路分三个层次：

R、G、B 三个通道的阴影曲线不一样。不能用一个 Gain Table 通吃。我习惯对每个通道单独标定，生成三张 Gain Table。这样校正后，四角的颜色就能和中心一致。

注意：分通道校正时，Gain Table 的网格要对齐。如果 R 通道用 16x16，G 通道用 32x32，插值后会出现颜色错位。我吃过这个亏，后来统一用 16x16。

不同色温下，颜色阴影的表现不同。D65 下偏绿，A 光下可能偏红。所以标定时要覆盖多个色温。我一般标三个点：D65（6500K）、TL84（4000K）、A 光（2856K）。运行时根据 AWB 的结果，插值选择对应的 Gain Table。

有时候标定做完了，四角还是有一点点偏。这时候可以手动微调边缘区域的增益。我习惯在调试工具里画一个 ROI，实时看四角的 R/G、B/G 比值。调到和中心一致为止。

举个例子，有一次客户反馈夜景模式下四角偏紫。我查了标定数据，发现暗光下 sensor 的 R 通道噪声大，导致增益计算不准。后来在暗场标定里加了多帧平均，噪声压下去了，偏色也消失了。

避坑指南：我曾经在量产阶段发现一批手机四角偏色。排查后发现是 lens 组装公差导致 CRA 偏移。后来在产线增加了 CRA 测试工位，问题才彻底解决。所以 LSC 标定不能只做一次，量产时要抽检。

嗯，到这里 LSC 的核心内容就差不多了。亮度阴影靠增益补，颜色阴影靠分通道加色温补偿。标定流程要稳，调试时要细。四角偏色不是玄学，是光学和 sensor 的物理规律。摸透了，就能调好。