圖6 先進雙波段圖像處理技術采集的圖像
美國陸軍早在1999年以前就采集了大量的主要軍事目標的中長波圖像,基于主流的自動識別算法,對中波、長波、中長波簡單疊加以及中長波特殊融合幾種情況,進行了識別成功率的對比研究。結果表明,采用中長波特殊融合的圖像進行自動識別,可以在更少的樣本數據、更短的時間內,讓識別成功率有顯著的提升。美國海軍基于所開發的雙線列雙波段成像系統,采用目標信息融合的方法,有效地提高了探測識別的成功率。
意大利海軍和SELEX公司在2008年對靜默發現和監控系統的報道文章中,通過理論推導,證明了采用雙波段圖像能夠提高探測率,且使跟蹤精度翻倍。相關機構組織了對各種海事目標的測試試驗,以驗證該系統所采用圖像融合技術和基于雙波段圖像的搜索跟蹤算法的效果。試驗結果表明采用該雙波段成像系統能夠有效提高探測率,降低虛警率和建立跟蹤的時間。圖7所示為意大利海軍用靜默發現和監控系統進行識別跟蹤試驗的圖像,上面是中波,下面是長波。
圖7 靜默發現和監控系統進行識別跟蹤試驗的圖像
2.3 獲取目標溫度、光譜特性等特征信息
從目前的公開文獻來看,大多涉及雙波段成像技術應用方面的報道都跟美國有關,這也反應出美國在相關技術領域的領先優勢。除了上述應用,雙波段成像技術的另一個重要應用方向就是對雙波段圖像信息進行深度提取,進一步獲取關于目標的溫度、發射率、光譜特性等方面的特征信息。這些信息有助于進一步判別目標的類型、材料等等,在反偽裝、反干擾、反誘餌等方面有重要的應用潛力。
美國空軍研究實驗室基于中長波雙波段成像設備開發了一種絕對溫度測量技術,測溫精度達到1℃,所用熱像儀采用320 × 240量子阱中長波探測器,像元大小40 ?μm。美國海軍和加拿大ABB公司聯合開發的圖像傅里葉變換光譜輻射探測設備,采用兩個不同波段的傳感器獲取圖像,并進行光譜信息分析??梢杂糜诜治鰵怏w、物質的光譜信息,對物體進行初步的分辨。
3 結束語
從目前的公開文獻可以看到,在研制出雙波段探測器之前,國外通過采用雙探測器或者雙線列探測器的方案,對中長波雙波段紅外成像技術進行了研究,在雙波段圖像融合、雙波段圖像跟蹤等方面進行了驗證。
美國、德國、法國、英國等國家都相繼研制出了雙波段探測器,結合前期積累的技術基礎,很快就開發出雙波段成像系統,進一步支撐了雙波段成像應用技術的研究。近年來,雙波段成像技術領域的文獻逐漸減少,且主要集中在小像元、大面陣、新材料雙波段探測器方面。這也說明國外相關機構在之前就對相關的整機系統技術、應用技術進行了較充分的研究。可以預見,未來雙波段成像技術也將走上和單波段類似的更高分辨率、更靈敏、更低的成本和功耗、更小體積、更強大的圖像處理能力的發展路徑。