基于光谱反伪装系统

刘江海+曹文帅+郑亮+李钰豪

摘 要：光谱成像识别技术是将成像技术和光谱技术结合在一起，通过物体的光谱特征来识别目标的技术。伪装遮障、迷彩涂料等伪装器材其光谱特征与背景还是存在一定差别的。采用光谱探测技术克服了传统图像目标识别无法识别伪装目标的缺点，可以实现对伪装目标的有效识别。

关键词：目标识别；光谱探测；伪装目标

一、前言

1伪装技术的发展

伪装在军事领域中是反侦察的重要手段，不仅要减小目标与背景在光学、热红外、微波波段等电磁波的散射或辐射特性的差别，以隐蔽目标或降低目标的可探测特征，而且要模拟或扩大目标与环境的这些差别，以构成假目标来欺骗敌方。

目前伪装技术发展极为迅速，现代战场上目标的可识别信息获取变得很困难，于是对目标的快速高效的识别就具有十分重要的意义。光谱识别技术大都是基于待测物体发射，反射或透射辐射的光谱来对物体进行识别。由于光谱信息是由物体内在性质所决定的，不同物质的光谱谱线之间必定存在差异。

二、光谱分析

由表1中常用的辐射源和光阴极的光谱匹配系数，它反映了光源与光阴极，荧光屏与光阴极及荧光屏与人眼光谱光视效率之间在光谱上的吻合程度。绿色草木反射的辐射在晴朗星光对比暗绿色涂漆反射的辐射，检验镜片进行观察并分析其结果：当进行近距离观察时，各种绿色草木反射的辐射呈红橙色或红色，色彩的亮暗程度随着绿色植物的品种变化而变化；当进行距离较远观察时，除针叶类植物反射的辐射呈暗红色或暗色外，其它绿色植物反射的辐射仍呈红橙色或红色，随着观察距离逐渐的增大，色彩的饱和度成反比降低，不如近处观察鲜艳。绿色草木反射的辐射在满日光对比暗绿色涂漆反射的辐射，可以看出数据差距也是比较大的，其中暗绿色涂漆反射的辐射比绿色草木反射的辐射的光谱匹配系数要高得多。对各种暗绿色涂漆反射的辐射作近距离检验，凡在近红外区反射率较小的暗绿色涂漆，均在检验镜片下呈现绿色或暗绿色；在近红外区反射率较大的暗绿色涂漆，呈现不同程度的浅红橙或红褐色。通过P-11，P-20，P-31荧光屏三项可以看出光阴极的光谱匹配系数随着辐射源的增强而变大。通过表中可以看出，假如存在非自然环境即人为目标时，其红外辐射分布肯定会出现非常明显的改变，从而识别被测目标的有无及种类。

三、基于光谱反伪装系统

如图所示光谱探测系统其中L1，L2，L3为前置滤光片，针对不同特征的波段进行滤波，L4，L5相当于组成前置望远系统，P1为偏振片，I为偏振干涉仪，P2为检偏器，L6作为成像镜。

通过前置滤光片，待测区域中伪装目标与周围环境所发射出的光，只有特定波段的光线才能够透过前置滤光片，然后经过偏振片P1后光线变为沿检偏器P2偏振化方向振动的一束线偏振光，经过I后，切割成两束振动方向相互垂直的线偏振光，通过检偏器P2变成振动方向相同的两束线偏振光，然后经过成像镜L6后在探测器上相遇，并形成干涉图样，之后进行傅里叶变换，由此可得到目标光谱强度随波长的分布图样。

该系统主要由两个部分组成：光谱探测模块和视频图像采集模块，光谱探测模块可以对区域的光谱进行分析，可提升系统的反伪装能力。视频图像采集识别模块获取被测目标区域的可见光图像，可得出该区域的光谱分布函数。将目标位置信息反映在图像中。

四、总结

伪装器材遮障、迷彩涂料等伪装器材其光谱特征与背景还是存在一定差别的。此系统对明显目标、迷彩色的目标以及遮挡伪装物的目标分别进行光谱探测。对于涂覆迷彩伪装目标而言，用传统方法目标成功检出率大幅下降，且信噪比较高，但本系统仍可有效识别目标。所以本系统满足在环境中快速有效地识别敌方伪装目标的设计要求。

参考文献：

[1]王清正，胡渝，林崇杰.光电探测技术.北京：电子工业出版社，1994

[2]周立伟. 目標探测与识别.北京：国防工业出版社，2002