劉江海+曹文帥+鄭亮+李鈺豪

摘 要：光譜成像識別技術(shù)是將成像技術(shù)和光譜技術(shù)結(jié)合在一起，通過物體的光譜特征來識別目標(biāo)的技術(shù)。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(shù)克服了傳統(tǒng)圖像目標(biāo)識別無法識別偽裝目標(biāo)的缺點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)對偽裝目標(biāo)的有效識別。

關(guān)鍵詞：目標(biāo)識別；光譜探測；偽裝目標(biāo)

一、前言

1偽裝技術(shù)的發(fā)展

偽裝在軍事領(lǐng)域中是反偵察的重要手段，不僅要減小目標(biāo)與背景在光學(xué)、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(biāo)或降低目標(biāo)的可探測特征，而且要模擬或擴(kuò)大目標(biāo)與環(huán)境的這些差別，以構(gòu)成假目標(biāo)來欺騙敵方。

目前偽裝技術(shù)發(fā)展極為迅速，現(xiàn)代戰(zhàn)場上目標(biāo)的可識別信息獲取變得很困難，于是對目標(biāo)的快速高效的識別就具有十分重要的意義。光譜識別技術(shù)大都是基于待測物體發(fā)射，反射或透射輻射的光譜來對物體進(jìn)行識別。由于光譜信息是由物體內(nèi)在性質(zhì)所決定的，不同物質(zhì)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(shù)，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(yàn)鏡片進(jìn)行觀察并分析其結(jié)果：當(dāng)進(jìn)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(dāng)進(jìn)行距離較遠(yuǎn)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(shù)據(jù)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(shù)要高得多。對各種暗綠色涂漆反射的輻射作近距離檢驗(yàn)，凡在近紅外區(qū)反射率較小的暗綠色涂漆，均在檢驗(yàn)鏡片下呈現(xiàn)綠色或暗綠色；在近紅外區(qū)反射率較大的暗綠色涂漆，呈現(xiàn)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(xiàng)可以看出光陰極的光譜匹配系數(shù)隨著輻射源的增強(qiáng)而變大。通過表中可以看出，假如存在非自然環(huán)境即人為目標(biāo)時，其紅外輻射分布肯定會出現(xiàn)非常明顯的改變，從而識別被測目標(biāo)的有無及種類。

三、基于光譜反偽裝系統(tǒng)

如圖所示光譜探測系統(tǒng)其中L1，L2，L3為前置濾光片，針對不同特征的波段進(jìn)行濾波，L4，L5相當(dāng)于組成前置望遠(yuǎn)系統(tǒng)，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(qū)域中偽裝目標(biāo)與周圍環(huán)境所發(fā)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(jīng)過偏振片P1后光線變?yōu)檠貦z偏器P2偏振化方向振動的一束線偏振光，經(jīng)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(jīng)過成像鏡L6后在探測器上相遇，并形成干涉圖樣，之后進(jìn)行傅里葉變換，由此可得到目標(biāo)光譜強(qiáng)度隨波長的分布圖樣。

該系統(tǒng)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(qū)域的光譜進(jìn)行分析，可提升系統(tǒng)的反偽裝能力。視頻圖像采集識別模塊獲取被測目標(biāo)區(qū)域的可見光圖像，可得出該區(qū)域的光譜分布函數(shù)。將目標(biāo)位置信息反映在圖像中。

四、總結(jié)

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(tǒng)對明顯目標(biāo)、迷彩色的目標(biāo)以及遮擋偽裝物的目標(biāo)分別進(jìn)行光譜探測。對于涂覆迷彩偽裝目標(biāo)而言，用傳統(tǒng)方法目標(biāo)成功檢出率大幅下降，且信噪比較高，但本系統(tǒng)仍可有效識別目標(biāo)。所以本系統(tǒng)滿足在環(huán)境中快速有效地識別敵方偽裝目標(biāo)的設(shè)計(jì)要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]王清正，胡渝，林崇杰.光電探測技術(shù).北京：電子工業(yè)出版社，1994

[2]周立偉. 目標(biāo)探測與識別.北京：國防工業(yè)出版社，2002