偏振小课堂【第四期】军事领域中的偏振应用

提到偏振成像，很多人会马上想到去雾、去镜面反射、水下成像等，偏振成像从地面到太空，从大气到海洋，从工业到医疗，几乎渗透到了各个行业和领域。在偏振小课堂的【第四期】中，我们将了解到偏振成像在军用领域不同场景下的应用和方向。

军事领域中的偏振应用

1. 军事假目标的识别

现代战争条件下，军事装备的信息化程度很高，为了尽最大可能保护己方装备不遭突袭破坏，同时为了消耗敌方昂贵且有限的弹药储备，交战双方都会使用大量的军事假目标用以欺骗对手。为了达成很好的欺骗效果，借助于各种高科技手段，军事假目标做得越来越逼真。

上图为仿照军事装备制作的假目标，在体积、形状、颜色上与真实装备完全一致，有利于迷惑“敌方”侦查，无论是使用彩色相机还是红外相机，都难以辨别真假。

不过，真假目标之间的最主要区别是材质不同。偏振相机借助于简单的先验知识就可以轻易区分金属目标和非金属目标。因此，在“时间就是生命”的战场环境下，偏振相机是理想的军事假目标侦察设备。下图给出了使用偏振相机区分目标材质的实验图像，可见虽然真假树叶在普通灰度图中的差别并不明显，但偏振图像中却可以轻易将二者区分开来。

真假树叶的普通图像和偏振图像对比

1. 低对比度军事目标的发现和识别

对于军用无人机等低、慢、小目标，早期发现至关重要，然而这些军事目标的涂装往往是低对比度的浅灰色，容易和天空背景混为一体，用传统相机难以发现。

另外，在低空山谷中飞行的目标，其背景图像纹理特征复杂，在使用传统相机对目标进行精确跟踪时，复杂背景的干扰很容易导致目标失锁甚至完全丢失。

对于以上两种情况，使用偏振相机的优势巨大：由于目标的表面材质与背景差异巨大，因此在偏振图像中不会受到背景的复杂纹理影响，可轻易从中提取有用的目标信息。下图所示为不同相机拍摄同一场景的结果，可见目标船只在偏振图像中更容易识别。

普通相机与偏振相机背景干扰下的目标图像对比

1. 远距离军事目标探测识别

偏振成像探测技术作为一种新兴的光电探测技术，在远距离军事目标探测识别及处理方面相对于传统的成像有着独特的优势，对于未来战争中应对日益复杂战场环境下远距离目标探测与识别具有重大的意义。

由于偏振信息是不同于辐射的另一种表征事物的信息，相同辐射的被测物体可能有不同的偏振度，使用偏振手段可以在复杂的辐射背景下检测出有用的信号，以成像的方式显示远距离隐蔽的军事目标。

例如金属、炭颗粒和植物表面可以在特定的方向带有很强的圆偏振，全偏振(尤其是椭圆偏振)的测量对推动水下潜艇的搜索、探测、跟踪技术的发展具有重大意义。