圖5 美國第三代熱像儀樣機采集的雙波段圖像

此外，美國的FLIR、Voxtel、QmagiQ等公司以及一些大學和研究所也都在軍方的支持下開發了相關的系統和應用技術。德國IRCAM公司、AIM公司在2008年報道了他們的雙波段成像系統及先進的雙波段圖像處理技術，該系統采用了圖像細節動態增強、彩色融合以及拼接技術對雙波段圖像進行處理，獲得了高分辨率的彩色圖像，具有出色的視覺效果。

1.4 三種中長雙波段成像技術的比較

雙探測器雙波段成像技術通常采用兩個單波段探測器，配合兩個分離的光學系統或者一個共口徑分光路光學系統實現雙波段成像。在雙波段探測器技術尚不夠成熟的時期，是雙波段成像的重要技術方向，可以利用單波段探測器分辨率較高、靈敏度較強的優點，獲得較高質量的圖像。這種方案很大程度上相當于采用了兩個單波段的成像系統，存在體積重量比較大，總體成本也比較高的缺點。同時由于采用分離光學系統或者分光路的形式，所獲取的成像場景不能完全一致，所以必須先進行圖像配準再進行圖像融合，需要更復雜的圖像處理架構，而且由于配準精度的限制，往往存在由于圖像失配導致的景物重影。

雙線列雙波段成像技術利用線列探測器的制造技術，避免了生長疊層材料的困難，可以采用共光路雙波段光學系統，能夠同時獲得幾乎完全相同視場的雙波段圖像，具有單探測器體積、重量小的特點，相對成本更低。由于采用光機掃描成像技術，這種方案具有可以通過機械掃描提高圖像分辨率的優點，同時也存在光機穩定性相對較差、掃描機構驅動控制較復雜的缺點。

單探測器雙波段成像技術，基于能夠同時響應兩個波段輻射的雙波段探測器，配合能夠同時透過兩個波段輻射的共光路光學系統實現雙波段成像。這種方案對探測器相關的材料制備、器件設計、讀出電路等技術以及光學系統相關的像差優化、加工鍍膜等技術都有更高的要求，其具有的優勢也是顯而易見的，更簡單的構成帶來更小的體積、更低的成本和更高的穩定性，同時不需要額外的圖像配準和掃描機構控制技術。此外，由于探測器材料響應特性，一般會存在少量的光譜串音。

從發展歷史和趨勢來看，盡管各國雙波段成像技術進展各有不同，以至于同一時期3種成像技術都有相關文獻報道，但是3種技術的發展存在一定的先后順序。早期由于雙波段探測器尚未研制出來，最先出現的是雙探測器雙波段成像技術。隨著雙波段探測器的面世，單探測器雙波段成像技術發展迅速，同時限于雙波段探測器面陣不夠成熟，存在3種技術共同發展的局面。目前，隨著大面陣、小像元雙波段探測器發展和成熟，雙探測器雙波段成像技術和雙線列雙波段成像技術的優勢逐漸被抵消，單探測器雙波段成像技術成為雙波段成像技術的主流方向，其他兩種技術則在一些特別的應用場景中存在。

2 中長波雙波段紅外成像技術的應用

在進行中長波雙波段紅外成像技術開發的同時，國外主要國家也對其應用進行了不同程度的研究。目前，該技術的應用主要有3個方向：一是利用中長波優勢互補，提高各類主戰裝備對不同的作戰環境的適應能力，提高裝備面對各種不同作戰任務的成功率；二是利用各類目標在兩個波段不同的輻射信息，提高各類搜索跟蹤識別系統對目標的探測識別成功率；三是通過中長波雙波段紅外成像技術獲取目標的溫度、光譜特性等特征信息，可用于反誘餌、反干擾、反偽裝。

2.1 提高對復雜環境的適應能力

美國相關機構在其關于第三代熱像儀驗證樣機的報道中，對雙波段成像技術的特點以及如何發揮其優勢進行了分析論證。雙波段成像技術最大的優勢在于能夠同時獲得兩個波段的輻射信息，這帶來的最大效益在于提升裝備的全天候適應性以及面對戰場偽裝的操作靈活性。雙波段成像技術帶來的效能增加通常不是來源于靈敏度的簡單提升，而是由雙波段探測帶來的適應性和靈活性進一步提升作戰任務的整體成功率，充分發揮其優勢的關鍵在于將雙波段焦平面與先進的光學技術和信號處理技術結合。而隨著長波像元接近并超過衍射極限，可以利用中波來彌補長波分辨能力不足的雙波段成像技術，在地面應用中將體現出相比長波單波段更大的優勢。

國外對雙波段成像技術的應用，最主要的方向就是依據上述思路，根據不同的作戰環境和作戰任務，合理利用中波分辨率高和長波探測靈敏度高的特點，發揮最大效能。此外，采用彩色圖像融合技術，獲取視覺效果更佳、信息更豐富、更適于人眼觀看的彩色圖像用于目視觀察和瞄準，圖6所示是德國采用先進雙波段圖像處理技術獲取的彩色融合圖像。

2.2 提高搜索跟蹤系統對目標的探測識別成功率

利用雙波段成像技術，能夠采集到關于目標更多的紅外圖像信息。更多的信息必然能夠提高目標探測識別算法的成功率。這是國外雙波段成像技術針對目標自動識別的重要應用方向，隨著未來裝備進一步自動化和智能化，將更加體現該技術的優勢。