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TI ISP系列4 - BLC模块

1. 什么是BLC?

BLC,黑电平校正,

校正很容易,但首先还是要搞明白这个黑电平是怎么来的。

黑电平的来源可以分为两部分:

黑电平(基),黑电平(噪)。


1.1 基

首先占大头的一部分应该叫黑电平(基)。

从过程上讲,sensor在接受光照后,理论上要把模拟信号转换为数字信号传给ISP做处理,这件事是由AD芯片完成的,但问题在于AD芯片无法转换强度低于某个阈值的模拟信号,而低强度的信号中又包含了大量图像细节,必须要被保留。

所以怎么办呢?设计者就在AD转换前给信号加了个基座,确保所有信号其能完全通过阈值。



1.2 噪

至于另一部分的黑电平(噪),则是由暗电流引起的。

暗电流是指器件在反偏压条件下,没有入射光时产生的反向直流电流。(它包括晶体材料表面缺陷形成的泄漏电流和载流子热扩散形成的本征暗电流。)

暗电流起因于热激励产生的电子空穴对,其中耗尽区内产生的热激励是主要的,其次是耗尽区边缘的少数电荷的热扩散,还有界面上产生的热激励。暗电流的产生需要一定的时间,势阱存在时间越长,暗电流也越大。为了减小暗电流,应尽量缩短信号电荷的存储与转移时间,暗电流限制了成象器件的灵敏度与动态范围。


但如今的senser大多已经加入了硬件模块去解决这个问题。

就拿我手上这块IMX219来说,红框这个OB clamp做的事情应该就是去暗电流了。


至于具体细节想了解的可以自己去查一查。


2. TI的BLC

回到说TI的BLC调试过程。



上图就是Ti的DCC Tuning tool中的BLC调试界面,调试有两种方式:Compute from RAW,或者手动输入。

不管哪种调试方式,都只为了得到一个值:Data Pedestal。

“Data Pedestal”,翻译过来就是数据基座,也就是黑电平(基)这一部分。

作为ISP中的第一个模块,BLC会将数据减去这个基座值,然后再传给后面的模块。

至于要如何消除黑电平(噪)的影响,这个不用担心。一方面如上文说的,senser中可能已经存在了用于削弱暗电流噪声的硬件模块,另一方面,ISP中后续的Noise Filter 4模会专门用来消除分布比较规律的图像噪声。


说回到调试方式,其实本人更推荐采用手动输入,也就是直接从senser设计手册里找到相应的基座值的方式。

正如Ti在文档中所说,“The data pedestal (DP) value is usually specified in a sensor’s documentation – if so, the user should apply that value instead of trying to detect the value by using this plugin.”

因为从Raw图计算值可能反而会使一部分的黑电平(噪)被“削平”,破坏了其原本的分布规律,导致Noise Filter 4模块无法正常发挥效果。


至于Compute from RAW的真正用处,应该是用来验证senser的黑电平是否会因为曝光时间和增益的变化而增幅,只不过目前Ti的软件并不支持做方向性的基座映射,所以验证最终也只是为了“验证”。




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