劉江海+周暢+張清川+羅陽(yáng)

摘 要：本論文是討論關(guān)于偽裝光源為紅外短波段光的情況下，對(duì)目標(biāo)的光譜成像偽裝的理論可行性，偽裝的效果的可能評(píng)判方向與評(píng)判依據(jù)，并做出定量分析，為實(shí)際應(yīng)用在反檢測(cè)裝置下的偽裝技術(shù)提供理論支持與參考。

關(guān)鍵詞：偽裝、評(píng)判

一、前言

在現(xiàn)代信息戰(zhàn)爭(zhēng)中，偽裝與偵察向來(lái)是相聯(lián)系而存在，相斗爭(zhēng)而發(fā)展。

反偽裝或者說(shuō)是偽裝效果評(píng)價(jià)，是反應(yīng)偽裝技術(shù)成果的一個(gè)重要部分。不論是反偽裝還是偽裝都依賴(lài)于光譜成像技術(shù)的發(fā)展，光譜成像技術(shù)是通過(guò)采集圖像進(jìn)行像素化處理后，對(duì)每一段的像元進(jìn)行短波帶的光譜檢測(cè)從而對(duì)比出結(jié)果的方法。物質(zhì)的內(nèi)在物質(zhì)結(jié)構(gòu)決定了其發(fā)光光譜的唯一特殊性，因此根據(jù)物質(zhì)自身屬性的不同，就可以通過(guò)鑒別光譜信息來(lái)進(jìn)行分辨。也可以通過(guò)比較采集的大數(shù)據(jù)庫(kù)里的光譜信息與實(shí)際觀測(cè)光譜的差異信息來(lái)發(fā)現(xiàn)、識(shí)別目標(biāo)，以此作為偽裝效果評(píng)價(jià)的一種有效手段。

二、光譜成像識(shí)別技術(shù)

紅外偽裝主要是指中長(zhǎng)波紅外偽裝，主要用在3-5 μm和8-14 μm這兩個(gè)波段。因此，根據(jù)表1所示我們可以利用輻射源和光陰極的光譜匹配系數(shù)制作出一種可以發(fā)射出與環(huán)境光匹配系數(shù)接近的設(shè)備。針對(duì)主要檢測(cè)波段，在需要偽裝物體表面實(shí)施偽裝手段，達(dá)到偽裝目標(biāo)特殊光譜的目的。

（1）通過(guò)使用迷彩偽裝。通過(guò)特殊迷彩材料發(fā)射出特性環(huán)境下的不同紅外短光波，使得目標(biāo)在晴天、夜晚等天氣環(huán)境下，在草地、湖泊，沙漠，城市等地理環(huán)境的紅外短光波環(huán)境中，達(dá)到混淆檢測(cè)器“視聽(tīng)”的目的。從而實(shí)現(xiàn)，軍事、偵查等工作中，消失在敵方視野中的效果。

（2）制作偽裝層達(dá)成偽裝目的。應(yīng)用在軍事或偵查行動(dòng)中，利用特殊的干擾儀器，安置在物體或者目標(biāo)周邊，改變目標(biāo)周邊的短紅外光波環(huán)境，可以很好的實(shí)現(xiàn)在可見(jiàn)光與紅外光波段中的電子眼隱形。偽裝層進(jìn)行偽裝目標(biāo)紅外光譜模擬，運(yùn)用到了紅外干擾技術(shù)。

針對(duì)在運(yùn)用熱紅外探測(cè)的探測(cè)器中普遍以200nm帶寬，中心波長(zhǎng)為8.7μm、9.15μm、9.35μm的紅外探測(cè)組合波進(jìn)行探測(cè)的現(xiàn)象。偽裝層可以使用干擾源等濾光分光手段，改變物體外部紅外光環(huán)境。

三、基于短波紅外的偽裝技術(shù)與偽裝評(píng)判

3.1利用短波紅外達(dá)成的偽裝技術(shù)

短波紅外的紅外輻射在大氣窗口中主要有1-2.5μm、3-5μm、8-14μm 三個(gè)波段，其中短波紅外是指1-2.5μm波段，而3-5μm和8-14μm這兩個(gè)波段分別是中波紅外和長(zhǎng)波紅外。建立紅外成像系統(tǒng)模型，利用短波紅外主要反射信息的原理，動(dòng)態(tài)發(fā)射短波紅外光模擬目標(biāo)紅外發(fā)射波長(zhǎng)與傳輸距離。

光電成像過(guò)程的主要模擬仿真內(nèi)容：

模擬場(chǎng)景：定性分析模擬環(huán)境的物理光場(chǎng)分布，模擬類(lèi)似光源位置進(jìn)而達(dá)到模擬紅外的作用。

模擬環(huán)境干擾：計(jì)算目標(biāo)環(huán)境與檢測(cè)器之間的環(huán)境因素，考慮大氣衰減、環(huán)境吸收等等因素。

3.2偽裝識(shí)別技術(shù)

利用熱紅外偏振理論和熱紅外偏振來(lái)實(shí)現(xiàn)偽裝識(shí)別技術(shù)。因?yàn)榧t外偏振理論對(duì)于物體的光滑度與表體溫度要求較高，因此再利用紅外偏振理論來(lái)鑒別偽裝有一定的局限性，在自然環(huán)境下，只有湖泊與山地的熱紅外偏振特性的差距巨大，因此只能特殊應(yīng)用在水邊的特殊環(huán)境下。但是其優(yōu)點(diǎn)在于不易受到環(huán)境噪聲的影響。

3.3 偽裝效果評(píng)價(jià)方法

偽裝效果評(píng)價(jià)方法，主要是針對(duì)偽裝環(huán)境的反偽裝效果的一種指標(biāo)。主要分為探測(cè)距離、光譜相似度、環(huán)境模擬衰減等多項(xiàng)參數(shù)得出目標(biāo)發(fā)現(xiàn)概率，并以此作為偽裝效果評(píng)價(jià)的定量參數(shù)。

下面是幾種評(píng)價(jià)方法。

（1）基于目標(biāo)探測(cè)距離的偽裝效果評(píng)價(jià)方法。直觀上的測(cè)量距離是偽裝最基本的一步，距離直接影響了目標(biāo)發(fā)現(xiàn)概率。

（2）針對(duì)材料發(fā)射的模擬光譜與采集相同環(huán)境下的自然光譜對(duì)比，時(shí)間上計(jì)算光譜頻率波長(zhǎng)相似百分比，空間上分析鏡頭像素色塊進(jìn)行累和形對(duì)比，計(jì)算出目標(biāo)偽裝涂層前后的光譜差異信號(hào)大小與像素差異性大小，得出物體的隱身效率。

（3）依據(jù)實(shí)際獲得圖像與光譜信號(hào)，對(duì)待測(cè)的目標(biāo)進(jìn)行對(duì)比度分析，推導(dǎo)出成像差異與光譜差異的理論關(guān)系，使用指數(shù)擬合來(lái)考慮環(huán)境衰減因素的近似關(guān)系式，一般公認(rèn)對(duì)比度越小，目標(biāo)的紅外偽裝效果越好。

（4）采集偽裝前后的紅外成像圖像對(duì)比，提取灰度特征參量用來(lái)定義目標(biāo)發(fā)現(xiàn)概率 ，從而作為一種客觀評(píng)價(jià)。綜合人眼對(duì)紅外圖像的大數(shù)據(jù)庫(kù)確定統(tǒng)計(jì)權(quán)重，力求使計(jì)算機(jī)圖像處理方法所得結(jié)果與實(shí)際人眼的主觀判識(shí)結(jié)果一致。

四、結(jié)束語(yǔ)

利用物質(zhì)的光譜唯一性，與其運(yùn)動(dòng)圖像參數(shù)，定性的結(jié)合光譜差異函數(shù)與運(yùn)動(dòng)函數(shù)得出綜合統(tǒng)一的結(jié)果，進(jìn)行定量的紅外短光波成像下的光譜成像鑒定分析。從原理上提供了偽裝與反偽系統(tǒng)的理論發(fā)展方向。

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