图像质量评估(8) -- 低光(Low Light)
? ? ? ? 低光性能(低光表現(xiàn))被定義為相機(jī)所抓取的圖片仍然能保持可接受的圖像質(zhì)量的最低光照水平。一些使用小型傳感器的相機(jī)比如手機(jī)里的相機(jī),常常會(huì)有低光性能問題。過去測量低光性能通常來說有不一致或不合邏輯的測試步驟(比如0 lux的靈敏度)等問題。在2018年的時(shí)候,ISO標(biāo)準(zhǔn)19093被發(fā)布出來,標(biāo)準(zhǔn)概括了用于測試和分析低光性能的測試方法以及規(guī)范。低光測試如今在整個(gè)相機(jī)質(zhì)量評(píng)估中已成為了一個(gè)核心指標(biāo)。
測量低光
? ? ? ? 在2018年標(biāo)準(zhǔn)被發(fā)布前,幾乎沒有統(tǒng)一的測試方法來測量低光性能,已有方法也沒有提供準(zhǔn)確的評(píng)估。標(biāo)準(zhǔn)中的描述的測試方法使用了一個(gè)多功能的測試圖卡。
? ? ? ? TC42工作組和圖像工程圖卡生產(chǎn)組合作,創(chuàng)造出了TE420-LL多功能圖卡。圖卡本身包含了用來測量低光性能的至關(guān)重要的圖像質(zhì)量測試結(jié)構(gòu)。
?ISO 19093標(biāo)準(zhǔn),TE42-LL測試圖卡
? ? ? ? 低光評(píng)估的第一步是確保測試卡有均勻的照明。由于低光測試分析天然就需要較低的光照,使用一個(gè)可以調(diào)節(jié)不同光照級(jí)別的光源是必不可少的條件。目前來自Image-Engineering的iQ-Flatlight是能夠在需求的強(qiáng)度級(jí)別下提供寬光譜范圍的唯一商用的照明系統(tǒng)。
? ? ? ? 設(shè)置了照明后,ISO 19093所描述的下一個(gè)步驟是使用明亮的光照條件(> 1000 lux)來拍攝參考圖像。從這個(gè)光照條件開始,光照水平應(yīng)該一步步降低,在每一種光照水平下去拍攝一副圖像。最后一步是評(píng)估被拍攝的圖片,評(píng)估包含了所有必要的圖像質(zhì)量指標(biāo)例如紋理,顏色,噪聲等。
? ? ? ? 所有圖像質(zhì)量因子都能夠維持在所要求的閾值之上的最低光照級(jí)別被報(bào)告為被測相機(jī)的低光性能。
?低光測試中的不同光照水平
? ? ? ? 被確定的圖像質(zhì)量因子有:
- ????????曝光時(shí)間,確保圖像不會(huì)因?yàn)槭植慷秳?dòng)造成模糊。
- ????????曝光級(jí)別,有些時(shí)候圖像會(huì)欠曝,以便維持低曝光時(shí)間、隱藏大量噪聲。
- ????????由于降噪被應(yīng)用到了處于高信號(hào)放大級(jí)別的圖像,可能造成 紋理(低對(duì)比度細(xì)節(jié))丟失。
- ????????由于降噪只在顏色通道上處理,可能會(huì)有肉眼可見的色度降低。
? ? ? ? 下面的表格展示了一個(gè)低光性能測量的結(jié)果樣例。相機(jī)的低光新能是3 lux,因?yàn)樵诒砀裰?#xff0c;低于3 lux的時(shí)候,圖像質(zhì)量因子有灰色的結(jié)果(綠色表示處于閾值之上、灰色表示處于閾值以下)。
可接受的特定性能指標(biāo)通過綠色高亮標(biāo)注
? ? ? ? 這些閾值僅僅是為了舉例所用,ISO 19093?并沒有定義一個(gè)單獨(dú)的閾值集合。它只描述了過程,用戶能夠根據(jù)相機(jī)的應(yīng)用來設(shè)置他們的閾值。目前也存在某些組織定義了特定應(yīng)用下的相機(jī)的閾值集合。例如用于手機(jī)分析的VCX工作組就正工作在用于評(píng)估手機(jī)低光能力的想要去發(fā)布的集合上。
總結(jié)
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