简介
弱光性能定义为相机在仍能保持可接受图像质量的情况下，能够捕捉图像的最低光照水平。配备小型传感器的相机，如手机，常常会遇到弱光性能问题。过去，弱光性能的测量通常会出现不一致或不合逻辑的测试程序（例如，0 lux的灵敏度）。然而，2018年，ISO 19093标准发布，概述了测试和分析弱光性能的测量方法和规范。1弱光测试现已成为整体相机质量评估的关键方面。
测量弱光
在2018年该标准发布之前，几乎没有通用的测试方法，即使有，也未能提供准确的评估。该标准中描述的测试方法使用多功能Test Chart。
TC42工作组与 Image Engineering Test Chart 生产团队合作，创建了 TE42-LL 多功能 Test Chart。该 Test Chart 本身包含了测量弱光性能所需的所有关键图像质量测试结构。
图1: TE42-LL Test Chart 专为 ISO 19093 设计。
弱光评估的第一步是确保 Test Chart 具有适当均匀的 Illumination。由于弱光测试在分析过程中自然需要较低的光照水平，因此使用可调节各种光照水平的光源至关重要。目前，Image Engineering 的 iQ-Flatlight 是唯一市售的照明系统，能够在所需的强度水平下提供广泛的光谱范围。
设置照明后，ISO 19093 规定下一步是使用 >1000 lux 的明亮光照条件捕捉参考图像。然后，应逐步降低光照水平，并在每个光照水平下捕捉一张图像。最后一步是评估图像的所有必要图像质量方面，如 Texture、Color、Noise 等。
所有图像质量因素仍高于所需阈值（对于每个因素）的最低光照水平，即报告为被测相机的弱光性能。
图2: 弱光测试期间的各种光照水平。
确定的图像质量因素有：
曝光时间，以确保图像不会因手抖而模糊。
曝光水平，因为图像有时会曝光不足，以保持较短的曝光时间并隐藏大量的 Noise。
Texture（低对比度精细细节）可能会因高放大水平下图像应用的降噪而丢失。
Noise 可能会因高放大水平而发生。
Chroma 降低可能是由于仅在色彩通道中进行降噪。
下表1显示了弱光性能测量结果的示例。该相机的弱光性能为3 lux，这是所有值都为绿色（高于阈值）的最后一个水平。
表1: 特定性能指标的可接受值以绿色突出显示。表1: 特定性能指标的可接受值以绿色突出显示。
这些阈值仅仅是示例，因为 ISO 19093 没有定义一组单一的阈值。它只描述了程序，用户可以根据相机的应用设置自己的阈值。目前有一些小组已经为特定应用的相机定义了一套阈值。例如，VCX 小组正在为手机分析制定一套他们希望用于评估手机弱光能力的阈值。
结论
弱光性能是相机在保持各种图像质量因素的可接受值的情况下，能够捕捉到的最低光照水平。在2018年 ISO 19093 标准发布之前，没有其他既定的弱光测量指南。ISO 19093 引入了一种依赖于多功能 Test Chart 来分析弱光性能的方法。该 Test Chart 包含了测量最关键图像质量因素所需的所有测试目标 (Color、Noise、Resolution 等)。
除了 Test Chart 之外，分析弱光最关键的另一个部分是使用可调节各种光照水平的光源（iQ-Flatlight 是目前市场上唯一具有此功能的光源）。两者结合，此 Test Chart 和光源为测量相机的弱光性能提供了合适的解决方案。