第35卷，第5期 2015年5月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol. 35,No. 5 -pp1440-1444
May,2015
基于光谱探测与图像识别的反伪装目标系统研究
王博，高玉斌，鲁旭涛
1.中北大学计算机与控制工程学院，山西太原030051 2.中北大学理学院，山西太原030051
3.中北大学信息与通信工程学院，山西太原030051
摘要为了在野外环境中快速有效地识别敌方伪装的机动目标，设计了基于光谱探测与视频图像目标识别方法联用的目标识别系统。采用视频图像识别技术获取被测区域的二维影像，再通过光谱探测技术识别目标，最终将目标重建在图像相应位置上从而实现目标识别的可视化。理论推导得到了系统可识别目标的函数关系式，根据该函数关系进行广自标识别的量化实验。实验采用汽车模拟被测机动自标，在不同距离上分别以平坦荒地、灌木丛和废弃建筑物为背景，对明显目标、涂覆迷彩色的目标以及遮挡伪装物的目标分别进行光谱探测。实验结果显示，测试背景对光谱探测效果有一定影响，背景的连续性有利于自标识别：伪装方式以伪装物遮挡最难识别，且随着目标与系统的距离增大而信噪比随之降低。综上所述，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；干涉系统；伪装目标
中图分类号：0433文献标识码：A
引言
DOI: 10. 3964/j. issn. 1000-0593 (2015 )05-1440-05
种类。优点为被动探测隐蔽性高，光谱分析识别能力强，但由于其光学接收视场小，常需要预先大致对准目标区域
综上所述，为了实现在真实战场环境下有效完成被测目
目标识别技术是指通过获取被测目标的形状、回波特性、辐射分布等信息分析判断被测目标的种类3]，该技术主要应用于军事侦查、战场中目标快速识别等领域。目标识别的方法主要有雷达定位、激光测距、视频监控以及光谱探测等，其优势特点各异。雷达定位可探测被测目标的位置，具有同时完成多目标探测的特点，但易受外界电磁干扰、且不具备分析识别被测目标种类特性的能力4：激光测距技术具有很强的指向性，可快速完成被测目标的精确测距及定位，但受环境气候影响明显：且仅当采用扫描式激光遥测系统才能获取目标形状从而准确判断目标类型5.6；视频监控是最常用的目标识别手段，通过对多组视频图像进行组合分析进而分析得到其外形、种类等信息，}。该方法常与雷达、激光雷达联用，进行被测目标的定位及识别。但存在一个严重的洞，即被测自标如果有伪装时（例如自标途覆广伪装色、迷彩色异或伪装材料遮挡等情况），视频监控的目标识别率会大幅下降；光谱探测技术901应用于目标识别中主要指基于傅里叶变换的红外光谱遥测技术（FTIR），其具有探测目标光谱分布的能力，再通过被测目标的光谱特性识别其
收稿日期：2014-11-09，修订日期：2015-02-04
标的快速识别，系统的设计应该具备以下几点要求：（1）可以在目标具有一定伪装的条件下准确识别目标；（2）不受目标所在环境中背景变化的影响；（3）保证一定探测视场及识别速度。基于以上设计要求，设计了一种基于视频图像识别
与光谱探测联用的目标识别系统。 1系统设计
整不系统主要由两部分组成：视频图像采集识别模块和光谱探测模块。视频采集识别模块完成被测区域的图像采集：其具备传统视频监控的特点：可以对大视场范围内的明显目标快速识别，但其可见光的探测范围决定了其不具备反伪装的能力。光谱探测模块可提供对视场内特定区域的光谱分析，无论其采用迷彩色还是普通的覆盖伪装，目标产生的穿透性更强的红外辐射都将被系统光谱探测模块所识别，从而大幅提高系统的反伪装能力，
系统如图1所示，视频图像采集识别模块获取被测目标区域的可见光图像，并将图像中各空间点位置数据保存备
基金项目：国防预研项目（62301110506），国家自然科学基金项目（51305409)资助
作者简介：王博，1981年生，中北大学计算机与控制工程学院讲师
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