1 | 概念介绍

低照度（Low-Light）成像质量测试，一般指弱光或微光级别的低光照环境下，验证成像系统的感光能力和成像质量的一种方法。换句话说，低照度测试可以体现出不同的摄像头谁能够在低光照条件下，有更好的画质表现。

随着图像技术的发展，夜晚低光照的画面效果受到越来越多人的关注。同时人们对于摄像头在低光环境下呈现的画面效果要求也越来越高，尤其是涉及到交通安全的汽车成像系统。如果不在低光条件下测试相机，则无法验证摄像头弱光成像的能力，也无法准确反映出摄像头的夜视成像效果。

图像传感器收集光（信号）存储到像素感光元件中，然后将得到的模拟电压信号转换为数字信号。暗电流是通过热运动释放的电子，它们和光电效应释放的电子难以区分。存在于未冷却的图像传感器中的暗电流会导致暗噪声。

在低照水平下，曝光时间越长，收集的光照就越多，这同样会给暗电流电子更多的时间聚集起来，导致暗噪声和读取的噪声占整体响应的较大部分，从而降低了信噪比（SNR）。低照条件下对于具有小像素间距的较高分辨率传感器来说是最具有挑战性的，其中光的粒子性和波动性会严重影响相机的性能。

2 | 行业应用

不同应用类型的摄像头对于“低照”的定义也各不相同。

移动设备

随着移动设备在低光环境下的表现越来越好，用户的期望可能也会发生变化。如下图对比（实景灯箱）实例，手机影像已经可以在弱光环境下有很好的曝光响应了。

对于移动设备（如手机、平板等），IEEE CPIQ标准将低光定义为25lux，这类似于一个光线昏暗的室内空间，代表了人们期望他们的手机能够在不开启闪光灯的情况下也能够正常工作的弱光情况。

安防监控

对于安防监控成像来说，根据户外环境的黑暗程度，相机会设置触发红外模式的机制。以安防监控相机来说，夜间画面是否能达到"足够亮"的曝光，人体面部轮廓、细节的清晰程度能否被捕捉，能否看清车牌，特征信息能否被AI算法正确识别等，已经成为评估一款监控摄像机效果好坏的重要指标。

红外成像

而由于支持近红外的“夜视”安防摄像系统因其在光照极低的环境下仍可正常成像，这类产品已经成为了监控产品系列的主流。

车载影像

汽车领域不断优化的ADAS辅助驾驶和自动驾驶技术，在拓宽驾驶领域、降低交通事故、解决交通拥堵等方面都有着深远的影响。因此，提升汽车成像系统在低照度环境下车辆检测的功能也变得越来越重要。

无人驾驶技术落地需要满足多种不良因素下（如极寒、极热、雨雪、低照等极端环境）车辆正常行驶的要求，低照度环境是最主要的不良因素之一，同时车辆等障碍识别又是无人驾驶中最重要的检测项目。

车载摄像头低照度测试（0.1lux）

那汽车摄像头在低照环境下的成像效果到底如何，可以参考上图在0.1lux照度环境下车载摄像头成像画面。

夜视仪

在夜视仪应用的领域，对低照甚至极低照环境下的成像质量有着更苛刻的要求。低照的测试条件往往会达到10-3~10-6 lux的光照条件，这在普通的实验室内是很难可控实现的。

夜视仪拍摄的野生动物

正印科技推出一系列超低照的测试设备，可以稳定可控地实现上述超低照环境，如低照广角灯箱、超低照高均匀性积分球光源、超低照平面光源等。

通过上述的几种行业应用的实际情况，我们可以直观感受到低照度环境下画面的清晰度相比正常照度存在着极大的差异，因为曝光不足带来的模糊现象十分明显。而且画面充斥着较多可见的颗粒噪声，因shading或曝光不足带来的边缘过暗现象等等。

那针对低照度这一极端的光照环境，我们通过哪些维度来评估摄像头在低照环境下的成像性能呢？

正印科技在成像质量领域经过了多年的经验积累，从我们对于相关行业标准的解读、与车厂及车厂供应商的沟通来看，我们总结得到目前主流的低照测试参数包括：清晰度（分辨力）、信噪比（SNR）和色彩响应。而当前车载摄像头对于低照度测试的要求规范一般至少在1-2lux以下。

3 | 测试方案

本次低照度测试实操视频将以手机摄像头为例，选择eSFR测试卡、ISO14524测试卡和ColorChecker 24色经典测试卡进行测试，分别评估摄像头在低照环境下的清晰度、噪声和色彩响应能力。

点击观看视频：低照度成像质量测试课堂开课啦~

4 | 结果解读

ps：结尾有上述类型摄像头数据对比哦~

➭ eSFR-ISO测试卡-清晰度

打开汇总图结果图像，在右上角可以看到加权平均后的MTF50P的结果值，结果数值可与正常照度下测得的结果做对比，MTF50P数值越大图像成像效果越好。

ISO 14524对比度测试卡-噪声

打开结果图，读取SNR_BW中Y通道的结果数值；也可以参考中性灰块SNR_Dnom中Y通道结果数值。

Colorchecker 24色测试卡-色彩响应

● 在结果图中，可参考色彩饱和度的百分比结果，以及色差∆C00和∆E00的平均值与最大值。

● 白平衡误差值在灰色块上（Colorchecker 24色卡灰阶行2-5）查看。常用∆C00或 [ HSV Saturation（S）] 表示。如饱和度（S），当饱和度S<0.02时，差别几乎不可见，几乎察觉不到偏色；当S>0.1时，差别就很明显，视觉上偏色十分严重，尤其表现在浅灰色色块。

// 不同类型摄像头数据对比

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以上就是本期低照度测试课堂内容就到这里啦~如果大家对于低照测试感兴趣的话，可以在下方评论区留言或直接联系我们：sale@colorspace.com.cn或拨打电话400-886-3881！

当然，也可以选择到我们实验室进行实地测试哦~我们在北京、深圳、嘉兴设有办事处及第三方实验室，可提供实验室租赁及测试服务。

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