關(guān)于融合夜視技術(shù)的分析和應(yīng)用

融合夜視技術(shù)是一項(xiàng)正在發(fā)展中的前沿技術(shù)，通過(guò)將多個(gè)工作在不同波段的夜視傳感器獲得的圖像經(jīng)過(guò)處理后生成高質(zhì)量的融合圖像，融合圖像的分辨率更高，能夠揭示出那些很難被看到的特征。按照融合的方式，融合夜視技術(shù)可以分為數(shù)字融合夜視技術(shù)和非數(shù)字融合夜視技術(shù)。融合夜視技術(shù)的發(fā)展有賴于硬件和軟件技術(shù)的進(jìn)步，在硬件上需要輕量化、小型化的的熱像儀以及微光夜視裝備等其他的夜視裝備，在軟件上需要能夠?qū)Σ煌ǘ位虿煌?a href="http://www.ttokpm.com/v/tag/773/" target="_blank">工作原理的圖像進(jìn)行各種層次的融合。

從波段來(lái)看，用于融合的波段包括：可見(jiàn)光（微光）、可見(jiàn)光/近紅外、短波紅外、中波紅外、長(zhǎng)波紅外。目前，最常見(jiàn)的融合夜視技術(shù)是可見(jiàn)光與紅外波段的融合，也就是當(dāng)前兩種主要的夜視技術(shù)——微光夜視技術(shù)和紅外夜視技術(shù)的組合。它的融合總有有3種方法：簡(jiǎn)單光學(xué)融合方法、疊加法或“A+B”融合法、全數(shù)字融合方法。全數(shù)字融合方法將不同的夜視圖像逐個(gè)像素地進(jìn)行融合，能夠更好地適應(yīng)外界環(huán)境的變化，但是實(shí)現(xiàn)起來(lái)也更加復(fù)雜。

目前融合夜視技術(shù)的研究主要集中在美國(guó)，從事相關(guān)技術(shù)研究的機(jī)構(gòu)主要包括雷聲公司、ITT?？怂估挂挂曄到y(tǒng)公司、L-3勇士系統(tǒng)公司、BAE系統(tǒng)公司電子系統(tǒng)部和DRS技術(shù)公司成像與瞄準(zhǔn)方案部、薩諾夫公司等。

融合了紅外成像技術(shù)的微光夜視儀的前后對(duì)比

早在2005年，美國(guó)陸軍就已經(jīng)啟動(dòng)了增強(qiáng)型夜視眼鏡的研制計(jì)劃，由ITT公司負(fù)責(zé)開(kāi)發(fā)基于光學(xué)方法實(shí)現(xiàn)微光和紅外圖像融合的融合性夜視眼鏡的開(kāi)發(fā)。隨后，美國(guó)陸軍又啟動(dòng)了第二代該進(jìn)行增強(qiáng)型夜視眼鏡的研制計(jì)劃，并于2014年啟動(dòng)第三代增強(qiáng)型夜視眼鏡的研制計(jì)劃。與此同時(shí)，美國(guó)陸軍也在積極地開(kāi)展基于數(shù)字融合的數(shù)字式增強(qiáng)型夜視眼鏡的探索研究，開(kāi)發(fā)能夠融合可見(jiàn)光、微光以及紅外成像并具有多種工作模式的新一代融合夜視裝備。

除了陸軍外，美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局也很早就開(kāi)展了融合夜視技術(shù)的研究。早在2005年，DARPA啟動(dòng)了多光譜自適應(yīng)聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)術(shù)成像系統(tǒng)（MANTIS）項(xiàng)目，開(kāi)發(fā)在可見(jiàn)光/近紅外（V/NIR）和長(zhǎng)波紅外（LWIR）和短波紅外波段實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)圖像融合的新型夜視裝備。2013年，DARPA又啟動(dòng)了一個(gè)類似的項(xiàng)目——?jiǎng)討B(tài)可視化像素網(wǎng)絡(luò)（PIXNET），開(kāi)發(fā)一種安裝在頭盔和武器瞄準(zhǔn)具上的夾持式攝像機(jī)系統(tǒng)，這種攝像機(jī)能夠?qū)傻目梢?jiàn)光、近紅外和紅外傳感器進(jìn)行多波段圖像融合。

單兵頭盔配備的融合技術(shù)夜視儀

目前，美國(guó)已經(jīng)成功研制并裝備了一代和二代增強(qiáng)型夜視眼鏡。2006年，由DAPRPA牽頭開(kāi)發(fā)的的MANTIS樣機(jī)已經(jīng)交付給美國(guó)陸軍進(jìn)行試用和評(píng)估。樣機(jī)采用大規(guī)格1280×1024元銦鎵砷（InGaAs）焦平面陣列，其獲得的圖像還可以儲(chǔ)存下來(lái)，并可以調(diào)用回放最后10s內(nèi)的圖像。2009年6月前后，ITT公司向美國(guó)陸軍交付了數(shù)字式增強(qiáng)型夜視眼鏡樣機(jī)用于評(píng)估，樣機(jī)中的微光傳感器是由微通道面板（MCP）與CMOS傳感器組合而成的新型數(shù)字傳感器——MCPCMOS。

基于融合夜視技術(shù)的新一代夜視裝備將可以裝在頭盔和步兵武器上，能夠幫助步兵和小型作戰(zhàn)單元在白晝、黑夜、煙霧、沙塵等各種惡劣環(huán)境下探測(cè)、識(shí)別、辨別戰(zhàn)場(chǎng)威脅，并可以通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)場(chǎng)信息共享，從而增強(qiáng)戰(zhàn)術(shù)、技術(shù)和流程優(yōu)勢(shì)。作戰(zhàn)人員還能夠做到“先敵發(fā)現(xiàn)，先敵射擊”，因此提高其綜合作戰(zhàn)能力和生存能力。

融合夜視技術(shù)未來(lái)的發(fā)展方向是數(shù)字融合夜視技術(shù)，也就是通過(guò)現(xiàn)金的數(shù)據(jù)處理硬件和軟件/算法實(shí)現(xiàn)多波段圖像的自適應(yīng)融合，使其能夠快速而準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)場(chǎng)感知、發(fā)現(xiàn)和識(shí)別潛在的威脅以及進(jìn)行戰(zhàn)術(shù)瞄準(zhǔn)射擊，從而使其能夠更好地適應(yīng)各種作戰(zhàn)環(huán)境和作戰(zhàn)任務(wù)。