RAW域预处理：黑电平校正、LSC校正、坏点校正、RAW域去噪

各位同学，欢迎来到第三章。前两章我们聊了夜景多帧的整体架构和RAW域的基础知识。今天要讲的这四个模块——黑电平校正、LSC校正、坏点校正、RAW域去噪——是ISP Pipeline里最靠前的几个环节。

说白了，它们就是「把传感器送来的原始数据，变成一块干净、均匀、可用的画布」。你后面所有的多帧对齐、融合、Tone Mapping，都建立在这块画布上。画布脏了，后面再怎么调也是白搭。

1. 黑电平校正（BLC）——把「零」找回来

先问一个问题：传感器在完全无光的情况下，输出是不是0？

不是。实际上，由于传感器电路本身的暗电流、ADC的偏置，即使盖上镜头盖，输出也会有一个固定的偏移量。这个偏移量，就是黑电平（Black Level）。

校正方法很简单：P_out = P_raw - black_level。但坑在哪里？

• 不同通道的黑电平可能不同：R、Gr、Gb、B四个通道，暗电流特性不一样。我见过某款三星传感器，R通道黑电平是64，B通道是66，差了2个DN。如果不分开处理，暗部就会出现偏色。
• 黑电平会随温度变化：夜景模式通常曝光时间长，传感器发热，黑电平会漂移。我建议在长曝光帧前后各采一次OB（Optical Black）区域，取平均做动态校正。
• 多帧处理时要注意：每一帧的黑电平可能不一样。如果你用同一个值去扣所有帧，融合后暗部会闪烁。

2. LSC校正——让画面亮度均匀

镜头的光学特性决定了：画面中心亮，四周暗。这就是Lens Shading，也叫暗角。在夜景模式下，暗角会被放大——因为四周信号本来就弱，再被镜头衰减一下，信噪比就更差了。

LSC校正的原理是：对每个像素位置，乘上一个增益系数。这个系数通常来自一个预先标定好的Gain Map。

这里有个关键点：Gain Map是在特定色温下标定的。不同色温下，镜头的光学特性会有细微变化。我建议在D65和A光源下各标一套，运行时根据AWB结果做插值。

3. 坏点校正（DPC）——别让一个像素毁了整张照片

传感器生产过程中，难免会有一些像素点「坏掉」——要么一直亮（白点），要么一直暗（黑点），要么响应异常。在夜景长曝光下，这些坏点会特别明显。

坏点校正分两步：

1. 静态坏点校正：工厂标定时，记录下坏点的坐标，生成一张坏点Map。运行时直接查表替换。
2. 动态坏点校正：实时检测当前帧中出现的异常点。比如某个像素的亮度比周围8个邻居都高很多，就判定为坏点。

动态校正的算法，我常用的是基于梯度的检测：

// 简化的动态坏点检测逻辑
for each pixel (x, y):
    // 计算四个方向的梯度
    grad_h = abs(P(x,y) - P(x-1,y)) + abs(P(x,y) - P(x+1,y))
    grad_v = abs(P(x,y) - P(x,y-1)) + abs(P(x,y) - P(x,y+1))
    grad_d1 = abs(P(x,y) - P(x-1,y-1)) + abs(P(x,y) - P(x+1,y+1))
    grad_d2 = abs(P(x,y) - P(x-1,y+1)) + abs(P(x,y) - P(x+1,y-1))
    
    min_grad = min(grad_h, grad_v, grad_d1, grad_d2)
    
    if min_grad > threshold:
        // 标记为坏点，用中值替换
        P_out(x,y) = median(neighbors)

阈值怎么设？我一般取当前局部区域的噪声标准差乘以一个系数。夜景模式下噪声大，阈值要适当放宽，否则会把正常像素误判为坏点。

4. RAW域去噪——在「保细节」和「去噪」之间走钢丝

终于到了重头戏。RAW域去噪和RGB域去噪最大的区别是什么？

RAW域的数据是Bayer格式的，每个像素只包含一个颜色通道的信息。你不能直接用RGB的算法，因为相邻像素的颜色不同，直接滤波会引入颜色混叠。

常用的RAW域去噪方法：

• Bilateral Filter（双边滤波）：考虑像素值差异和空间距离，保边效果好。但计算量大，夜景多帧场景下要优化。
• Non-local Means（非局部均值）：在全图找相似块做加权平均。效果很好，但速度慢——我一般只在关键帧上用。
• 小波域去噪：在频域上做阈值处理。对高斯噪声效果好，但容易产生振铃效应。

在高通平台上，我推荐用多帧联合去噪的思路。夜景模式本身就有多帧数据，为什么不利用帧间的冗余信息呢？

5. 四个模块的联动调优

这四个模块不是孤立的。我列一个调优时的检查清单：

嗯，这里要注意：调优的顺序很重要。我建议先把BLC和LSC调准，再做坏点校正，最后调去噪。前面的环节不准，后面的调优都是白费功夫。