军事中的基于短波红外的伪装技术与伪装评判的研究

刘江海+周畅+张清川+罗阳

摘 要：本论文是讨论关于伪装光源为红外短波段光的情况下，对目标的光谱成像伪装的理论可行性，伪装的效果的可能评判方向与评判依据，并做出定量分析，为实际应用在反检测装置下的伪装技术提供理论支持与参考。

关键词：伪装、评判

一、前言

在现代信息战争中，伪装与侦察向来是相联系而存在，相斗争而发展。

反伪装或者说是伪装效果评价，是反应伪装技术成果的一个重要部分。不论是反伪装还是伪装都依赖于光谱成像技术的发展，光谱成像技术是通过采集图像进行像素化处理后，对每一段的像元进行短波带的光谱检测从而对比出结果的方法。物质的内在物质结构决定了其发光光谱的唯一特殊性，因此根据物质自身属性的不同，就可以通过鉴别光谱信息来进行分辨。也可以通过比较采集的大数据库里的光谱信息与实际观测光谱的差异信息来发现、识别目标，以此作为伪装效果评价的一种有效手段。

二、光谱成像识别技术

红外伪装主要是指中长波红外伪装，主要用在3-5 μm和8-14 μm这两个波段。因此，根据表1所示我们可以利用辐射源和光阴极的光谱匹配系数制作出一种可以发射出与环境光匹配系数接近的设备。针对主要检测波段，在需要伪装物体表面实施伪装手段，达到伪装目标特殊光谱的目的。

（1）通过使用迷彩伪装。通过特殊迷彩材料发射出特性环境下的不同红外短光波，使得目标在晴天、夜晚等天气环境下，在草地、湖泊，沙漠，城市等地理环境的红外短光波环境中，达到混淆检测器“视听”的目的。从而实现，军事、侦查等工作中，消失在敌方视野中的效果。

（2）制作伪装层达成伪装目的。应用在军事或侦查行动中，利用特殊的干扰仪器，安置在物体或者目标周边，改变目标周边的短红外光波环境，可以很好的实现在可见光与红外光波段中的电子眼隐形。伪装层进行伪装目标红外光谱模拟，运用到了红外干扰技术。

针对在运用热红外探测的探测器中普遍以200nm带宽，中心波长为8.7μm、9.15μm、9.35μm的红外探测组合波进行探測的现象。伪装层可以使用干扰源等滤光分光手段，改变物体外部红外光环境。

三、基于短波红外的伪装技术与伪装评判

3.1利用短波红外达成的伪装技术

短波红外的红外辐射在大气窗口中主要有1-2.5μm、3-5μm、8-14μm 三个波段，其中短波红外是指1-2.5μm波段，而3-5μm和8-14μm这两个波段分别是中波红外和长波红外。建立红外成像系统模型，利用短波红外主要反射信息的原理，动态发射短波红外光模拟目标红外发射波长与传输距离。

光电成像过程的主要模拟仿真内容：

模拟场景：定性分析模拟环境的物理光场分布，模拟类似光源位置进而达到模拟红外的作用。

模拟环境干扰：计算目标环境与检测器之间的环境因素，考虑大气衰减、环境吸收等等因素。

3.2伪装识别技术

利用热红外偏振理论和热红外偏振来实现伪装识别技术。因为红外偏振理论对于物体的光滑度与表体温度要求较高，因此再利用红外偏振理论来鉴别伪装有一定的局限性，在自然环境下，只有湖泊与山地的热红外偏振特性的差距巨大，因此只能特殊应用在水边的特殊环境下。但是其优点在于不易受到环境噪声的影响。

3.3 伪装效果评价方法

伪装效果评价方法，主要是针对伪装环境的反伪装效果的一种指标。主要分为探测距离、光谱相似度、环境模拟衰减等多项参数得出目标发现概率，并以此作为伪装效果评价的定量参数。

下面是几种评价方法。

（1）基于目标探测距离的伪装效果评价方法。直观上的测量距离是伪装最基本的一步，距离直接影响了目标发现概率。

（2）针对材料发射的模拟光谱与采集相同环境下的自然光谱对比，时间上计算光谱频率波长相似百分比，空间上分析镜头像素色块进行累和形对比，计算出目标伪装涂层前后的光谱差异信号大小与像素差异性大小，得出物体的隐身效率。

（3）依据实际获得图像与光谱信号，对待测的目标进行对比度分析，推导出成像差异与光谱差异的理论关系，使用指数拟合来考虑环境衰减因素的近似关系式，一般公认对比度越小，目标的红外伪装效果越好。

（4）采集伪装前后的红外成像图像对比，提取灰度特征参量用来定义目标发现概率 ，从而作为一种客观评价。综合人眼对红外图像的大数据库确定统计权重，力求使计算机图像处理方法所得结果与实际人眼的主观判识结果一致。

四、结束语

利用物质的光谱唯一性，与其运动图像参数，定性的结合光谱差异函数与运动函数得出综合统一的结果，进行定量的红外短光波成像下的光谱成像鉴定分析。从原理上提供了伪装与反伪系统的理论发展方向。

参考文献：

[1]刘益民，王家营，刘伟。基于光谱成像的伪装效果分析[A] .光谱成像，2011-01-10（1）.

[2]白廷柱、金伟其，光电成像原理与技术.北京：北京理工大学出版社，2004