基于光譜反偽裝系統

劉江海+曹文帥+鄭亮+李鈺豪

摘 要：光譜成像識別技術是將成像技術和光譜技術結合在一起，通過物體的光譜特征來識別目標的技術。偽裝遮障、迷彩涂料等偽裝器材其光譜特征與背景還是存在一定差別的。采用光譜探測技術克服了傳統圖像目標識別無法識別偽裝目標的缺點，可以實現對偽裝目標的有效識別。

關鍵詞：目標識別；光譜探測；偽裝目標

一、前言

1偽裝技術的發展

偽裝在軍事領域中是反偵察的重要手段，不僅要減小目標與背景在光學、熱紅外、微波波段等電磁波的散射或輻射特性的差別，以隱蔽目標或降低目標的可探測特征，而且要模擬或擴大目標與環境的這些差別，以構成假目標來欺騙敵方。

目前偽裝技術發展極為迅速，現代戰場上目標的可識別信息獲取變得很困難，于是對目標的快速高效的識別就具有十分重要的意義。光譜識別技術大都是基于待測物體發射，反射或透射輻射的光譜來對物體進行識別。由于光譜信息是由物體內在性質所決定的，不同物質的光譜譜線之間必定存在差異。

二、光譜分析

由表1中常用的輻射源和光陰極的光譜匹配系數，它反映了光源與光陰極，熒光屏與光陰極及熒光屏與人眼光譜光視效率之間在光譜上的吻合程度。綠色草木反射的輻射在晴朗星光對比暗綠色涂漆反射的輻射，檢驗鏡片進行觀察并分析其結果：當進行近距離觀察時，各種綠色草木反射的輻射呈紅橙色或紅色，色彩的亮暗程度隨著綠色植物的品種變化而變化；當進行距離較遠觀察時，除針葉類植物反射的輻射呈暗紅色或暗色外，其它綠色植物反射的輻射仍呈紅橙色或紅色，隨著觀察距離逐漸的增大，色彩的飽和度成反比降低，不如近處觀察鮮艷。綠色草木反射的輻射在滿日光對比暗綠色涂漆反射的輻射，可以看出數據差距也是比較大的，其中暗綠色涂漆反射的輻射比綠色草木反射的輻射的光譜匹配系數要高得多。對各種暗綠色涂漆反射的輻射作近距離檢驗，凡在近紅外區反射率較小的暗綠色涂漆，均在檢驗鏡片下呈現綠色或暗綠色；在近紅外區反射率較大的暗綠色涂漆，呈現不同程度的淺紅橙或紅褐色。通過P-11，P-20，P-31熒光屏三項可以看出光陰極的光譜匹配系數隨著輻射源的增強而變大。通過表中可以看出，假如存在非自然環境即人為目標時，其紅外輻射分布肯定會出現非常明顯的改變，從而識別被測目標的有無及種類。

三、基于光譜反偽裝系統

如圖所示光譜探測系統其中L1，L2，L3為前置濾光片，針對不同特征的波段進行濾波，L4，L5相當于組成前置望遠系統，P1為偏振片，I為偏振干涉儀，P2為檢偏器，L6作為成像鏡。

通過前置濾光片，待測區域中偽裝目標與周圍環境所發射出的光，只有特定波段的光線才能夠透過前置濾光片，然后經過偏振片P1后光線變為沿檢偏器P2偏振化方向振動的一束線偏振光，經過I后，切割成兩束振動方向相互垂直的線偏振光，通過檢偏器P2變成振動方向相同的兩束線偏振光，然后經過成像鏡L6后在探測器上相遇，并形成干涉圖樣，之后進行傅里葉變換，由此可得到目標光譜強度隨波長的分布圖樣。

該系統主要由兩個部分組成：光譜探測模塊和視頻圖像采集模塊，光譜探測模塊可以對區域的光譜進行分析，可提升系統的反偽裝能力。視頻圖像采集識別模塊獲取被測目標區域的可見光圖像，可得出該區域的光譜分布函數。將目標位置信息反映在圖像中。

四、總結

偽裝器材遮障、迷彩涂料等偽裝器材其光譜特征與背景還是存在一定差別的。此系統對明顯目標、迷彩色的目標以及遮擋偽裝物的目標分別進行光譜探測。對于涂覆迷彩偽裝目標而言，用傳統方法目標成功檢出率大幅下降，且信噪比較高，但本系統仍可有效識別目標。所以本系統滿足在環境中快速有效地識別敵方偽裝目標的設計要求。

參考文獻：

[1]王清正，胡渝，林崇杰.光電探測技術.北京：電子工業出版社，1994

[2]周立偉. 目標探測與識別.北京：國防工業出版社，2002