ISP- LSC

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LSC概述 

LSC：lens shading correction，镜头阴影矫正。

Lens Shading一般被称为暗角或渐晕效应，可细分为Luma Shading（亮度均匀性，中间图）和Color Shading（色彩均匀性，左图）两种。右图是经过矫正后的效果。

Luma shading产生原因

Luma Shading是由镜头的光学特性引起的。对于整个镜头，可将其视为一个凸透镜。由于凸透镜中心的聚光能力远大于其边缘，从而导致Sensor中心的光线强度大于四周。此种现象也称之为边缘光照度衰减。

凸透镜中心聚光能力大于边缘的原因有2个，如下图左侧：

（1）中间光线（蓝色线）能全部通过透镜打到sensor上，而位于边缘的同等量的光线（绿色线）经过透镜折射后，有一部分已经损失掉了，只有剩下的部分能被sensor采集到。所以中间光线多亮度高，边缘光线少亮度减小；

（2）光线从透镜出来后，到sensor的这段距离，中间的光线距离短，所以衰减也少，边缘的光线距离长衰减多，所以中间亮边缘暗。

光照度衰减遵循的规律。θ是入射光线与主光轴的夹角，cos是临边比斜边。θ角度越大，衰减越多。

color shading产生原因

我们都知道白色光通过三菱镜折射后，会分成不同颜色。

而不同颜色的波长不同，所以白色光经透镜折射后，每个颜色打到sensor的位置也不同，导致颜色不均匀。

另外一方面则是Micro Lens（微透镜）的CRA（主光线入射角）与镜头的CRA不匹配也会导致Color Shading现象。
 

Luma shading矫正

宗旨就是有个目标值target，和当前值，让当前值 * 增益值达到目标值。

2种方法：

（1）网格矫正。（常用）

比如800万的图像，不能每个点都做记录，那样对硬件要求太高。

所以把图像分割成17*17的网格，记录每个小格子顶点，格子中间的点用插值法计算出来。

（2）半径矫正。

因为衰减符合的规律，中间亮四周暗，所以以中间为圆心，同一个半径下的衰减差不多，所以矫正所需的增益值也一致。

但半径法有个问题是，可能因为工艺的原因，如果最亮的区域不在图中间，而是偏离了中间，那么这个方法就不适用。

color shading矫正

与Luma shading原理一致。

只是color shading需要对RGB三个通道分别定义不同的增益值。

如果是Raw格式图片，就要对GRGB四个通道的不同颜色定义不同增益值。