ISP之LSC（Lens Shading Correction）

LSC - Lens Shading Correction即镜头暗影校正

一、LSC的意义

众所周知Lens Shading分为Luma Shading和Color Shading。一般来说，物体到Lens中心的距离越远，图像越暗，呈圆形中性对称的方式递减。由于Luma Shading和Color Shading的成因及现象不同，所以我们也分开来分析一下这两种现象。

1、Luma Shading：

Luma Shading就是我们常说的Vignetting，形成原因可以分为大致两个原因：

其一，由镜头本身引入。镜头本身就是一个凸透镜，由于凸透镜原理，中心的感光必然比周边多；

其二，与光的特性有关。根据光的衰减特性，光的衰减与入射角呈cos关系，所以平行于光轴的光能量保留的最多，垂直于光轴入射的光线为0。这两个原因导致画面中间亮，边缘暗。

Luma Shading的现象如下图：

2、Color Shading：

Color Shading的成因相对Luma Shading会更复杂一些。形成原因大致可以分为三部分：

其一：与光的特性有关。我们都知道光的色散现象，即白光通过三棱镜后会被分解为七色光。而产生这种现象的原因就是三棱镜对不同波长光线的折射不同，从而导致不同波长光线走过的光程不同。同样的由于镜头对不同光谱光线的折射程度不同，导致入射光线中不同波长的光线落在Sensor的不同位置，从而引起Color Shading。

其二：由红外滤光片引入。Sensor可以感知人眼感知不到的红外光和紫外光，因此需要使用另外的滤波片进行滤除，否则会导致红绿蓝像素点的亮度值与人眼观察到的亮度值存在较大的差异。红外截止滤波片位于镜头和图像传感器之间，为了消除这些投射到Sensor上不必要的光线，防止Sensor产生伪色/波纹，从而提高色彩还原性。

红外滤波片主要分为干涉型、吸收型。

红外滤光片为干涉型红外截止滤波片，即反射红外光。在可见光区域有较高的透过率，存在较低反射率，而在红外区域正好相反，反射率较高，透过率很低。但成角度拍摄照片时，红外光在IR（Infrared简称IR）膜上会有较大反射，经过多次反射后，被Sensor接收从而改变图像R通道的值，引起Color Shading。

蓝玻璃则是吸收型红外截止滤波片，对红外光有很强的吸收作用，不存在很大的反射，能在一定程度上减轻shading和色差问题。

其三：与镜头相关。由Sensor上微透镜的CRA（Chief ray angle - 主光线角）与镜头的CRA不匹配导致。镜头的主光线角与传感器不匹配，会使传感器的像素出现在光检测区域周围，致使像素曝光不足，亮度不够。

备注：CRA是Chief Ray Angle的缩写，意思是主光角。从镜头的传感器一侧，可以聚焦到像素上的光线的最大角度被定义为一个参数，称为主光角(CRA)。对于主光角的一般性定义是：此角度处的像素响应降低为零度角像素响应(此时，此像素是垂直于光线的)的80%