基于窄带光谱扫描的反隐身红外探测方法研究

随着红外隐身材料的发展，传统单一宽波段红外探测方式已经不能满足现代战场的要求，针对隐身材料的新探测理论及探测手段已是红外探测技术发展的必然趋势。本项目利用激光与红外兼容隐身材料在主动、被动隐身中难以调和的矛盾，拟探索一种基于局域光谱窄带扫描的反隐身红外成像探测方法，其核心思想是利用碲镉汞雪崩光电二极管（HgCdTe APD）的超高灵敏度，对红外隐身目标进行多光谱窄带扫描成像，从而有效提高对隐身目标的探测效率。研究内容主要包括光谱连续窄带扫描机理、最佳窄带带宽匹配、基于HgCdTe APD高灵敏红外成像方法、分帧单光子图像数据处理、单光子图像目标特征提取以及单光子图像融合的理论与试验研究。本项目是对红外成像理论与技术研究的进一步深化和发展，为解决对红外和激光兼容隐身目标探测问题探索一种新探测方法。基于窄带光谱扫描的反隐身红外探测方法研究成果将在军事、航天、公安等领域具有广泛的应用前景。

针对传统单一宽波段成像技术在探测隐身目标上的不足，本项目完成了一种利用APD高灵敏成像性能结合连续光谱分割方法和典型特征分析以及特征融合技术的新型反隐身探测方法。具体完成了以下创新理论：1.从光子概率分布密度得到光强分布图像的APD扫描成像模型；2.一种组件式、透射式连续光谱扫描系统，克服了反射光路面临的杂散光影响简化了系统调试。3.基于边缘突变差异值的最佳带宽匹配技术，能自适应适配目标在各波段下的最佳探测像。4.基于认知的单分帧图像中的显著目标提取方法。5.基于最小窗口和降元的多波段下隐身目标自适应识别。6.逼近自然色彩的多特征融合。在上述技术理论和方法上取得的了一系列成果，这些成果包含已发表或者录用的学术论文共18篇，其中SCI收录5篇，EI收录17篇，申请发明专利7篇，1篇已经授权。另外，在这些成果基础上，搭建完成了一套基于双光路的高灵敏光谱成像探测试验装置1套。