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圖像的每一個像素點都是由一個光電二極管控制的,由二極管將電信號,轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。
那么,我們知道了,圖像的像素值是與電信號強度相關(guān)的。但是,我們得知道,每一個光電二極管要想工作,都得有一定的電壓。這就是的,即使在外部沒有光線照射的時候,Sensor也會有一定的電壓。
那這不就會在成像時疊加到電信號中,影響成像了嗎?
這就是Optical Black Correct(OBC)存在的意義。
OBC 指的是光學暗區(qū)矯正,是在成像時,將一部分暗電流減去,這部分電流也稱之為黑電平。
那么,要如何獲取黑電平的數(shù)值呢?
如上圖所示,Sensor上預留了一些完全沒有曝光的像素,通過讀取這些像素值的大小,可以實時得到optical black level,此時sensor的輸出RAW = Sensor input - optical black level 。
盡管這些black lines已經(jīng)充分考慮到了不同column的OB不同,但因為在sensor邊緣的black lines會受到PCB layout、電源紋波、模組結(jié)構(gòu)設(shè)計等等因素的影響,故此時OB扣除的還是可能不準確,導致部分相機廠商不使用這個功能,但是在安防類或車載類攝像頭上,部分廠商還是使能了OBC功能的。
然后考慮到sensor輸出的信噪比,所以一般Sensor在輸出數(shù)據(jù)時又會墊上一個基底(pedestal),此時sensor的RAW = sensor input - optical black level + pedestal。對于芯片處理來說,一般拿到的就是這個數(shù)據(jù),此時需要在ISP處理流程的起始部分減去這個基底。在芯片內(nèi)部一般叫做BLC,即Black Level Correct(黑電平校正)。
Again與OB分布
單純的從Again上,OB的分布滿足如下規(guī)律:
隨著增益的增加,OB的均值可能不變,但是方差會變大。主要是因為sensor內(nèi)OB扣除是在Again之后做的,所以隨著Again的增加,噪聲的影響增大,導致了OB的方差增加。
這個時候如果還是按照OB的均值扣除,畫面暗處就有可能出現(xiàn)偏色的問題。例如下圖所示:
可以看到右圖在強行提亮后,暗處出現(xiàn)了很嚴重的偏紫問題。主要是因為OB方差的變大,如果ISP再按照OB平均值扣除,那么就可能會有較多的黑電平殘留,受白平衡(Rgain、Bgain)的影響,故畫面暗處會偏紫。
此時的解決方法為:
1.多扣一點OB,缺點為破壞了噪聲形態(tài)會引入較多噪點。2.分通道扣除OB,缺點為偏色的情況會受環(huán)境色溫影響。
而且OB還會隨著溫度的變化而發(fā)生變化,如果OB的扣除沒有跟隨溫度變化的話,也會出現(xiàn)偏色問題。
而且OB扣除可以在成RAW域前或后兩個時間節(jié)點進行,而這也各有優(yōu)缺點:
1、OB在成RAW域圖像之前扣除清晰度更優(yōu)2、OB在成RAW域圖像之后扣除則噪聲更優(yōu)
在ISP處理中,OB一般為第一個模塊,當然也可以放在RAW域去噪之后。
最簡單扣除OB的方法是減去均值,然后再對G通道做線性拉伸,舉例來說就是
Goutput = Ginput*255/(255-Black Level)
做線性拉伸的原因是扣除OB后RGB通道均不飽和,而R、B通道因為白平衡增益(Rgain、Bgain)的存在可以達到飽和,Ggain的增益一般為1,這樣在畫面接近過曝的地方就會偏紫。
除了減去均值,還可以使用最大值、中值、局部均值等等方法扣除OB。此外,因為OB跟增益相關(guān),故可以根據(jù)不同的增益扣除不同的OB。
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轉(zhuǎn)自:https://blog.csdn.net/weixin_38419133/article/details/115840015