3. LSC 阴影校正原理

镜头阴影（Lens Shading）是 CMOS 图像传感器普遍存在的亮度与色彩不均匀现象。LSC（Lens Shading Correction）通过为每个像素点施加独立的增益系数来补偿这种不均匀性。本章深入解析增益矩阵原理、网格与插值算法、以及 R/G/B 三通道独立校正机制，为后续参数调试奠定理论基础。

3.1 增益矩阵原理

增益矩阵是 LSC 校正的核心数据结构。ISP 硬件将图像传感器靶面划分为 M×N 个网格（Grid），每个网格顶点存储一个 16-bit 或 20-bit 的增益值。校正时，每个像素的最终增益由相邻四个网格点的增益值通过插值计算得到。

3.2 网格（Grid）与插值算法

ISP 硬件在接收到图像数据后，逐像素计算其所在的网格单元，然后通过插值算法从相邻四个网格顶点获取该像素的校正增益。瑞芯微 RK 平台支持两种插值模式：双线性插值（Bilinear）和双三次插值（Bicubic）。

3.2.1 双线性插值（Bilinear）

双线性插值是最常用的 LSC 插值算法。对于像素点 P(x,y)，其所在的网格单元由四个顶点 G₀₀、G₀₁、G₁₀、G₁₁ 围成。首先在水平方向进行两次线性插值，再在垂直方向进行一次线性插值。

// 双线性插值伪代码
// 输入：四个网格顶点增益 G00, G01, G10, G11
//       归一化坐标 dx, dy (0.0 ~ 1.0)
// 输出：像素点增益 G

// 水平插值
G_top    = G00 * (1 - dx) + G01 * dx
G_bottom = G10 * (1 - dx) + G11 * dx

// 垂直插值
G = G_top * (1 - dy) + G_bottom * dy

3.2.2 双三次插值（Bicubic）

双三次插值使用 4×4 邻域共 16 个网格顶点进行加权计算，插值曲面在边界处一阶导数连续，图像更平滑。RK 平台在高端 ISP 模块中支持此模式。

// 双三次插值核心公式（简化）
// 使用 4×4 网格顶点 G[i][j] (i,j = 0..3)
// 权重函数 W(t) 基于三次多项式

W(t) = {
    (a+2)|t|³ - (a+3)|t|² + 1,         0 ≤ |t| < 1
    a|t|³ - 5a|t|² + 8a|t| - 4a,       1 ≤ |t| < 2
    0,                                  |t| ≥ 2
}
// 常用 a = -0.5 或 a = -0.75

// 最终增益 = ΣᵢΣⱼ G[i][j] * W(x - xᵢ) * W(y - yⱼ)

3.3 R/G/B 通道独立校正

由于不同波长光线在镜头中的折射率不同，R、G、B 三个通道的阴影分布存在显著差异。红色通道通常衰减最快，蓝色通道次之，绿色通道相对均匀。因此，LSC 必须为每个颜色通道维护独立的增益矩阵。

3.3.1 通道独立增益矩阵结构

在 RK 平台 ISP 驱动中，LSC 参数通常以如下结构体组织：

// RK LSC 通道独立增益矩阵结构（简化）
struct rkisp_lsc_config {
    uint16_t grid_width;        // 网格宽度（像素）
    uint16_t grid_height;       // 网格高度（像素）
    uint8_t  grid_x_num;        // 水平网格点数
    uint8_t  grid_y_num;        // 垂直网格点数
    
    // 三通道独立增益表
    uint16_t *r_gain_table;     // R 通道增益表，长度 grid_x_num × grid_y_num
    uint16_t *gr_gain_table;    // Gr 通道增益表
    uint16_t *gb_gain_table;    // Gb 通道增益表
    uint16_t *b_gain_table;     // B 通道增益表
    
    uint8_t  interpolation;     // 插值模式：0=Bilinear, 1=Bicubic
    uint8_t  gain_shift;        // 增益移位量（用于定点数转浮点）
};

3.3.2 通道独立校正流程

在 ISP 流水线中，LSC 校正位于黑电平校正（BLC）之后、去马赛克（Demosaic）之前。此时图像数据仍为 Bayer 格式，每个像素只包含一个颜色通道的信息。ISP 硬件根据像素的 Bayer 位置选择对应的增益表进行校正。

3.3.3 通道间增益差异处理

在实际调试中，R/G/B 通道的增益差异会导致两个关键问题：

1. 亮度阴影（Luma Shading）： 四角亮度下降，所有通道都需要增益提升。
2. 色彩阴影（Color Shading）： 不同通道增益差异导致四角偏色，例如 R 通道增益不足时四角偏青。

3.4 本章小结