軍事中的基于短波紅外的偽裝技術與偽裝評判的研究

劉江海+周暢+張清川+羅陽

摘 要：本論文是討論關于偽裝光源為紅外短波段光的情況下，對目標的光譜成像偽裝的理論可行性，偽裝的效果的可能評判方向與評判依據，并做出定量分析，為實際應用在反檢測裝置下的偽裝技術提供理論支持與參考。

關鍵詞：偽裝、評判

一、前言

在現代信息戰爭中，偽裝與偵察向來是相聯系而存在，相斗爭而發展。

反偽裝或者說是偽裝效果評價，是反應偽裝技術成果的一個重要部分。不論是反偽裝還是偽裝都依賴于光譜成像技術的發展，光譜成像技術是通過采集圖像進行像素化處理后，對每一段的像元進行短波帶的光譜檢測從而對比出結果的方法。物質的內在物質結構決定了其發光光譜的唯一特殊性，因此根據物質自身屬性的不同，就可以通過鑒別光譜信息來進行分辨。也可以通過比較采集的大數據庫里的光譜信息與實際觀測光譜的差異信息來發現、識別目標，以此作為偽裝效果評價的一種有效手段。

二、光譜成像識別技術

紅外偽裝主要是指中長波紅外偽裝，主要用在3-5 μm和8-14 μm這兩個波段。因此，根據表1所示我們可以利用輻射源和光陰極的光譜匹配系數制作出一種可以發射出與環境光匹配系數接近的設備。針對主要檢測波段，在需要偽裝物體表面實施偽裝手段，達到偽裝目標特殊光譜的目的。

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

（2）制作偽裝層達成偽裝目的。應用在軍事或偵查行動中，利用特殊的干擾儀器，安置在物體或者目標周邊，改變目標周邊的短紅外光波環境，可以很好的實現在可見光與紅外光波段中的電子眼隱形。偽裝層進行偽裝目標紅外光譜模擬，運用到了紅外干擾技術。

針對在運用熱紅外探測的探測器中普遍以200nm帶寬，中心波長為8.7μm、9.15μm、9.35μm的紅外探測組合波進行探測的現象。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境。

三、基于短波紅外的偽裝技術與偽裝評判

3.1利用短波紅外達成的偽裝技術

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 三個波段，其中短波紅外是指1-2.5μm波段，而3-5μm和8-14μm這兩個波段分別是中波紅外和長波紅外。建立紅外成像系統模型，利用短波紅外主要反射信息的原理，動態發射短波紅外光模擬目標紅外發射波長與傳輸距離。

光電成像過程的主要模擬仿真內容：

模擬場景：定性分析模擬環境的物理光場分布，模擬類似光源位置進而達到模擬紅外的作用。

模擬環境干擾：計算目標環境與檢測器之間的環境因素，考慮大氣衰減、環境吸收等等因素。

3.2偽裝識別技術

利用熱紅外偏振理論和熱紅外偏振來實現偽裝識別技術。因為紅外偏振理論對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鑒別偽裝有一定的局限性，在自然環境下，只有湖泊與山地的熱紅外偏振特性的差距巨大，因此只能特殊應用在水邊的特殊環境下。但是其優點在于不易受到環境噪聲的影響。

3.3 偽裝效果評價方法

偽裝效果評價方法，主要是針對偽裝環境的反偽裝效果的一種指標。主要分為探測距離、光譜相似度、環境模擬衰減等多項參數得出目標發現概率，并以此作為偽裝效果評價的定量參數。

下面是幾種評價方法。

（1）基于目標探測距離的偽裝效果評價方法。直觀上的測量距離是偽裝最基本的一步，距離直接影響了目標發現概率。

（2）針對材料發射的模擬光譜與采集相同環境下的自然光譜對比，時間上計算光譜頻率波長相似百分比，空間上分析鏡頭像素色塊進行累和形對比，計算出目標偽裝涂層前后的光譜差異信號大小與像素差異性大小，得出物體的隱身效率。

（3）依據實際獲得圖像與光譜信號，對待測的目標進行對比度分析，推導出成像差異與光譜差異的理論關系，使用指數擬合來考慮環境衰減因素的近似關系式，一般公認對比度越小，目標的紅外偽裝效果越好。

（4）采集偽裝前后的紅外成像圖像對比，提取灰度特征參量用來定義目標發現概率 ，從而作為一種客觀評價。綜合人眼對紅外圖像的大數據庫確定統計權重，力求使計算機圖像處理方法所得結果與實際人眼的主觀判識結果一致。

四、結束語

利用物質的光譜唯一性，與其運動圖像參數，定性的結合光譜差異函數與運動函數得出綜合統一的結果，進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的理論發展方向。

參考文獻：

[1]劉益民，王家營，劉偉。基于光譜成像的偽裝效果分析[A] .光譜成像，2011-01-10（1）.

[2]白廷柱、金偉其，光電成像原理與技術.北京：北京理工大學出版社，2004