3. 坏点检测基础理论：静态坏点与动态坏点的区别

做图像传感器调试这些年，我见过各种各样的坏点。说白了，坏点就是传感器上那些「不听话」的像素。它们要么一直亮着，要么一直暗着，要么忽明忽暗。今天咱们就把这事彻底聊透。

3.1 静态坏点 vs 动态坏点

先给个最直观的定义：静态坏点是出厂就有的，或者随着时间推移永久坏掉的像素。动态坏点则是受环境影响的，今天有明天可能就没了。

我在项目中遇到过一款手机传感器，常温下坏点只有3个。结果客户做高温测试，60°C时冒出来40多个动态坏点。当时排查了好久，最后发现是暗电流随温度飙升导致的。嗯，这就是典型的动态坏点问题。

3.2 坏点产生的物理机理

为什么会坏？咱们从物理层面拆开看。

3.2.1 热像素（Hot Pixel）

热像素是最常见的动态坏点。它的本质是：暗电流过高。

你想想看，每个像素在曝光时都会积累电荷。理想情况下，没有光照时电荷应该是0。但实际呢？热激发会产生额外的电子-空穴对，这些电子被收集后就形成了暗电流。

暗电流密度 J_dark ∝ T² × exp(-E_g / kT)

其中：
T  = 温度
E_g = 硅的禁带宽度（约1.12eV）
k  = 玻尔兹曼常数

我个人习惯把热像素分成三级：

• 轻度热像素：暗电流是正常值的2~5倍，长曝光才明显
• 中度热像素：暗电流是正常值的5~20倍，短曝光也能看到
• 重度热像素：暗电流是正常值的20倍以上，基本就是白点了

3.2.2 暗电流（Dark Current）

暗电流不光是热像素的根源，它本身就是一个重要的性能指标。我调试时一定会看两个参数：

暗电流的来源主要有三个：

1. 耗尽区热产生：硅晶格缺陷导致，这是大头
2. 表面态产生：Si-SiO₂界面处的陷阱
3. 扩散电流：中性区少数载流子扩散到耗尽区

3.2.3 Stuck Pixel（卡死像素）

Stuck Pixel是典型的静态坏点。它分两种：

• Stuck High（亮点）：输出始终接近饱和值，像一直开着门
• Stuck Low（暗点）：输出始终接近0，像一直关着门

为什么会卡死？我总结了几种物理机制：

3.3 坏点对图像质量的影响

坏点的影响，远不止「画面有几个点」这么简单。我见过很多工程师低估了它的危害。

3.3.1 直接影响

• 视觉突兀：单个坏点在均匀背景上非常显眼，尤其是暗场下的亮点和亮场下的暗点
• 细节丢失：坏点覆盖的区域，图像信息完全丢失
• 色彩失真：Bayer阵列中一个坏点会影响周围3x3区域的色彩还原

3.3.2 间接影响

这个容易被忽略。坏点会干扰后续的图像处理算法：

1. 去马赛克算法：坏点会导致插值方向判断错误，产生伪彩色
2. 自动白平衡：如果坏点落在统计窗口内，会拉偏色温估计
3. 自动曝光：亮坏点会让AE误判场景过亮，导致欠曝
4. 降噪算法：坏点会被误认为是噪声，降噪后反而更明显

3.4 知识体系总览

下面这张图把坏点检测的核心知识串起来了。我建议你把它存下来，调试时对照着看。

这张图把坏点从分类到机理再到影响串起来了。你调试时遇到问题，可以顺着这个结构排查：先判断是静态还是动态，再定位物理原因，最后评估对图像的影响程度。