在復(fù)雜的戰(zhàn)場(chǎng)背景下，深刻掌握不同狀態(tài)下的單兵目標(biāo)的光電特征對(duì)于目標(biāo)特征評(píng)估和管理至關(guān)重要。目標(biāo)和背景特征的知識(shí)對(duì)于各種防御相關(guān)的應(yīng)用是必不可少的。本文共分上下兩篇，此篇主要介紹數(shù)據(jù)結(jié)果及相關(guān)結(jié)論。使用道爾對(duì)比亮度度量，計(jì)算了在雜亂背景場(chǎng)景中站立士兵的目標(biāo)特征。這是從四個(gè)標(biāo)稱傳感器波段（VNIR、SWIR、MWIR和LWIR）和四個(gè)傳感器視圖（參見(jiàn)圖11）的角度在模擬一天的過(guò)程中（05：45到17：45）執(zhí)行的。這種對(duì)比分析的結(jié)果，旨在展示一種偽裝評(píng)估方法。3.1長(zhǎng)波紅外對(duì)比度結(jié)果
對(duì)于選定的模擬時(shí)段，氣溫范圍為12~18攝氏度，天空溫度為0~12攝氏度（取決于云量）。由于士兵的皮膚和衣服溫度明顯高于這些環(huán)境因素，因此更具反光性的長(zhǎng)波波段服裝 （圖案#2）產(chǎn)生的對(duì)比度將低于更具發(fā)射性的套裝。這種對(duì)比度的改善在圖13中很明顯。對(duì)于所有傳感器視圖，模式#2的道爾對(duì)比亮度較低；此處顯示了視圖#2和#3的代表性結(jié)果。圖 13 從傳感器視圖#2（紅色）和視圖#3（灰色）的角度計(jì)算的迷彩圖案#1（虛線）和圖案#2（實(shí)線）的長(zhǎng)波波段道爾對(duì)比輻射結(jié)果。為了直觀地說(shuō)明圖13中呈現(xiàn)的對(duì)比度結(jié)果，圖14中顯示了傳感器視圖3在0745（頂行）和1400（底行）的長(zhǎng)波波段輻射度渲染。為了幫助視覺(jué)偽裝評(píng)估，左列顯示了偽裝圖案#1，而右列是用圖案#2渲染的。
圖 14 偽裝圖案#1和#2的長(zhǎng)波波段輻射渲染（傳感器視圖3）。頂行顯示上午7：45渲染，底行顯示下午2：00圖像。左列是偽裝圖案#1，右列是圖案#2。
場(chǎng)景背景（頂行）、偽裝圖案#1（中間行）和圖案#2（底行）的特定波段光譜反射率（反射率）曲線如圖15所示注意，在長(zhǎng)波光譜中，服裝圖案#1的四種“顏色”的反射率值在5%和40%之間，而圖案#2具有50%的長(zhǎng)波波段反射率。圖案#2的增加的反射率降低了溫暖溫度發(fā)射的貢獻(xiàn)，并且增加了來(lái)自天空和背景的較冷反射的作用，降低了穿著圖案#1的站立士兵的對(duì)比度。圖 15 背景場(chǎng)景（頂行）、偽裝圖案#1（中間行）和圖案#2（底行）的光學(xué)表面反射率的光譜描述。四列分別描繪了四個(gè)傳感器波段的反射率：可見(jiàn)光，短波，中波和長(zhǎng)波。
3.2 中波紅外對(duì)比度結(jié)果
人們可能會(huì)期望在中波波段對(duì)比結(jié)果中會(huì)出現(xiàn)類似的溫度驅(qū)動(dòng)趨勢(shì)，因?yàn)闊崮茉谶@個(gè)波段仍然是一個(gè)重要的貢獻(xiàn)者。雖然這是真的，但也必須考慮白天的太陽(yáng)反射。隨著服裝反射率的增加，較冷的天空和背景場(chǎng)景反射通常會(huì)降低成像傳感器測(cè)量的組合輻射度。然而，在白天，太陽(yáng)的位置可以使反射的太陽(yáng)能直接對(duì)著傳感器。對(duì)于所討論的模擬場(chǎng)景，太陽(yáng)方位角在上午7：45為113°，在下午2：00為220°。對(duì)于定位在270°方位角的傳感器視圖1，許多場(chǎng)景元素上的下午太陽(yáng)反射被引導(dǎo)到成像視場(chǎng)角中。如果偽裝的中波波段反射率大于背景場(chǎng)景組件的中波波段反射率，則士兵可以顯得更亮（溫度更高），并且隨后具有更大的對(duì)比度。這在圖16和圖17中很明顯；對(duì)于更具反光性的服裝（圖案#2），上午的對(duì)比度較小，但是下午的反射率要高一些。當(dāng)正午的太陽(yáng)在士兵身上產(chǎn)生面向傳感器的太陽(yáng)反射時(shí)，使用偽裝圖案#2比使用圖案#1更容易看到士兵。圖 16 一天內(nèi)偽裝圖案#1和圖案#2的中波波段對(duì)比度比較。此圖中顯示的結(jié)果來(lái)自傳感器視圖1。
用于導(dǎo)出圖16中的對(duì)比度結(jié)果的中波波段輻射度渲染在圖17中示出，用于說(shuō)明目的。圖 17 從傳感器視圖#1的角度看的中波波段輻射渲染。頂行顯示上午7：45的渲染，底行顯示下午2：00的圖像。左列是偽裝圖案#1，右列是圖案#2。
3.3 短波紅外對(duì)比結(jié)果
由于圖案#1的短波波段反射率（范圍為40%至98%）大于圖案#2的SWIR反射率（20%至80%），因此預(yù)期為圖案#1計(jì)算的道爾對(duì)比度將比反射較少的圖案更高（更差）。事實(shí)的確如此，從圖18中的輻射度渲染圖和圖18的對(duì)比圖中可以明顯看出，在下午，穿著圖案1的站立士兵的左臂的太陽(yáng)反射在傳感器視圖1處高度可見(jiàn)。圖 18 傳感器視圖1視角下的短波波段輻射渲染，模擬下午2點(diǎn)偽裝士兵的可探測(cè)性
圖 19 傳感器視圖1中偽裝圖案#1和#2的短波波段對(duì)比輻射結(jié)果。
然而在早晨，圖像中目標(biāo)對(duì)比度的極性對(duì)于偽裝模式#2是反轉(zhuǎn)的。道爾度量的平方項(xiàng)隱藏了這種極性變化，但是圖20中的輻射亮度渲染說(shuō)明了這種現(xiàn)象（就像目標(biāo)和背景輻射亮度之間的簡(jiǎn)單輻射亮度比較一樣）。圖案#1的平均目標(biāo)輻射度大于背景的平均輻射度，但穿戴圖案#2的士兵的平均輻射度實(shí)際上略低于（暗）平均背景。這會(huì)導(dǎo)致較低（但為正）的道爾對(duì)比度值。圖 20 傳感器視圖1視角下的短波波段輻射度渲染，上午7：45生成。在左側(cè)，模式#1（更具反射性）顯示得更亮并具有強(qiáng)烈的肩部閃爍，而右側(cè)的模擬士兵（穿著模式#2）看起來(lái)更暗。
3.4 可見(jiàn)光對(duì)比度結(jié)果
偽裝圖案#1和#2在可見(jiàn)光光譜中都具有相似的反射率值范圍，因此對(duì)比度性能不會(huì)有很大的差異。道爾對(duì)比輻射度結(jié)果從傳感器視圖24顯示出類似的趨勢(shì)，模式#1總是表現(xiàn)得稍好一些（盡管很難從渲染中區(qū)分出來(lái)）。傳感器視圖1提供了最有趣的結(jié)果，具有不同的AM和PM趨勢(shì)（如圖21所示）。圖 21 模擬一天中傳感器視圖1和4的可見(jiàn)光波段對(duì)比輻射度結(jié)果，使用基于輻射度的Doyle對(duì)比度度量計(jì)算。傳感器視圖4顯示模式#1在一天中的所有時(shí)間都優(yōu)于模式#2，而傳感器視圖1顯示在下午模式#2具有一些對(duì)比優(yōu)勢(shì)。
士兵對(duì)光電紅外傳感器的可見(jiàn)性是軍事、國(guó)防和安全分析人員感興趣的問(wèn)題，他們?cè)絹?lái)越需要能夠針對(duì)復(fù)雜背景預(yù)測(cè)人類（和其他高關(guān)注度目標(biāo)）的目標(biāo)特性，以進(jìn)行目標(biāo)特性評(píng)估。能夠在幾乎任何所需的環(huán)境條件下模擬任何任務(wù)場(chǎng)景的能力對(duì)于國(guó)防機(jī)構(gòu)來(lái)說(shuō)是具有重要的價(jià)值。本工作提出了一種利用驗(yàn)證過(guò)的MuSESES軟件對(duì)偽裝下的人在雜亂的戶外環(huán)境中進(jìn)行可見(jiàn)紅外仿真的系統(tǒng)方法。這種方法為目標(biāo)特征、對(duì)比度和跨多個(gè)波段的可檢測(cè)性提供了一種準(zhǔn)確且可重復(fù)的方法。最大限度地減少了人體實(shí)驗(yàn)的固有困難，并且可以研究單個(gè)變量的影響。服裝可以在生產(chǎn)前進(jìn)行虛擬優(yōu)化。本文展示了如何使用圖像導(dǎo)出的對(duì)比度度量從不同傳感器的角度評(píng)估多個(gè)偽裝服裝，通過(guò)長(zhǎng)波波段可見(jiàn)。演示了傳感器視圖（來(lái)自目標(biāo)的方位角和仰角）的影響，以顯示太陽(yáng)位置的變化和來(lái)自天空（或周圍雜波）的方向反射如何影響對(duì)比度。光譜反射率的變化對(duì)每個(gè)波段的影響是不同的。
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