STGP-RTP를 이용한 IIR 영상 표적 탐지 추적 기법 연구

Abstract

영상 장비 기술은 수십 년 동안 빠르게 발전하여 왔다. 기술의 반전에 따라 기존의 가시광선뿐만 아니라 적외선의 신호도 영상화 할 수 있는 기술이 개발 되었으며 현재 적외선 영상은 다양한 특수목적으로 사용된다. 영상 장비 기술의 발전에 따라 다양한 영상 처리 기술도 함께 발전하여왔다. 이러한 영상처리 기술 중 최근들어 중요성이 가중되고 있는 분야가 특정 물체를 탐지하고 추적하는 분야이다. 특히 군사목적용으로도 사용하는 적외선 영상에서는 영상으로부터 표적을 탐지하고 추적하는 기술은 필수적이다. 기존의 적외선 영상의 표적 탐지 추적 기술은 크게 공간필터와 템포랄필터 두 가지 방식으로 나눌 수 있다. 공간필터의 표적 탐지 추적은 단일시간의 영상처리를 통해 표적을 탐지하며 이를 매시간 반복하여 추적하는 효과를 나타낸다. 템포랄필터의 경우 연속된 시간의 영상 정보로 부터 표적을 탐지하고 탐지과정 자체를 추적과정과 동일시하는 방법으로 표적을 탐지하고 추적한다. 그러나 기존의 공간필터의 경우 거짓표적을 오탐지 하는 경우가 많으며 템포랄필터의 경우 정지한 표적을 탐지하기 어렵고 실시간화가 어렵다는 단점도 있다. 이러한 표적 탐지 필터들의 문제점을 해결하고자 본 논문에서는 새로운 방식의 시공간 표적 탐지 필터인 STGP-RTP(Spatio-Temporal Gradient Pattern and Recursive Temporal Profile)를 제안하였다. 제안한 알고리즘은 크게 STGP 알고리즘과 RTP로 이루어져 있으며 STGP 알고리즘은 영상에 나타난 다양한 표적 그래디언트 패턴을 퍼지 알고리즘을 사용하여 탐지하는 시공간필터이다. RTP 알고리즘은 기존에 연구된 템포랄프로파일(Temporal profile) 기반의 표적 탐지 필터의 단점을 보완하고 장점만을 취한 알고리즘으로 실시간으로 동작하는 기동 표적에 대한 탐지 성능이 우수한 알고리즘이다. 또한 본 논문에서는 기존의 다양한 표적 탐지 필터들 및 제안한 STGP-RTP 알고리즘을 사용한 경우 발생 할 수 있는 거짓표적에 대한 오탐지를 억제하고자 추가적으로 적외선 영상 표적 탐지 추적성능이 검증된 우수한 알고리즘인 IHPDAF를 결합함으로써 정확한 표적 추적을 위한 구조르 완성하였다. 제안한 적외선 영상 표적 탐지를 위한 STGP-RTP 알고리즘과 기존의 다양한 적외선 영상 표적 탐지를 위한 필터들은 IHPDAF와 결합하여 다양한 실제 적외선 영상 표적에 대한 테스트를 수행하였으며 시뮬레이션 결과로 부터 제안한 알고리즘이 가장 우수한 성능을 나타내느 것을 검증하였다.