본 연구에서는 영상레이다 (SAR)의 영상품질 분석 변수 및 확장 보간법, 배경레벨 제거 기법 등의 분석 기법을 정의하고 이를 바탕으로 SAR 영상품질 분석 툴을 개발하였다. 개발된 SAR 영상품질 분석 툴은 크게 점 표적 분석 (PTA) 모듈, 분산 표적 분석 (DTA) 모듈, 모호성 분석 (AMA) 모듈, NESZ 분석 (NESZA) 모듈, 총 4개의 주요 모듈로 구성된다. 개발 툴은 SAR 제품 파일 포맷에서 다양한 시스템 파라미터 추출하고, 이를 바탕으로 임펄스 응답 특성, 방사 성능, 모호성 등의 SAR 영상 품질 변수를 계산한다.
본 연구에서는 영상레이다 (SAR)의 영상품질 분석 변수 및 확장 보간법, 배경레벨 제거 기법 등의 분석 기법을 정의하고 이를 바탕으로 SAR 영상품질 분석 툴을 개발하였다. 개발된 SAR 영상품질 분석 툴은 크게 점 표적 분석 (PTA) 모듈, 분산 표적 분석 (DTA) 모듈, 모호성 분석 (AMA) 모듈, NESZ 분석 (NESZA) 모듈, 총 4개의 주요 모듈로 구성된다. 개발 툴은 SAR 제품 파일 포맷에서 다양한 시스템 파라미터 추출하고, 이를 바탕으로 임펄스 응답 특성, 방사 성능, 모호성 등의 SAR 영상 품질 변수를 계산한다.
In this paper, the typical Synthetic Aperture Radar (SAR) image quality parameters and analysis method are defined, and the SAR image analysis tool is presented for SAR image evaluation. The structure of the developed SAR image analysis tool consists of four key modules; point target analysis (PTA) ...
In this paper, the typical Synthetic Aperture Radar (SAR) image quality parameters and analysis method are defined, and the SAR image analysis tool is presented for SAR image evaluation. The structure of the developed SAR image analysis tool consists of four key modules; point target analysis (PTA) module, distributed target analysis (DTA) module, ambiguity analysis (AMA) module, and NESZ analysis (NESZA) module. The developed tool is able to extract the various SAR system parameters from standard SAR product format files. Based on these extracted system parameters, typical SAR image quality parameters are derived from SAR image data.
In this paper, the typical Synthetic Aperture Radar (SAR) image quality parameters and analysis method are defined, and the SAR image analysis tool is presented for SAR image evaluation. The structure of the developed SAR image analysis tool consists of four key modules; point target analysis (PTA) module, distributed target analysis (DTA) module, ambiguity analysis (AMA) module, and NESZ analysis (NESZA) module. The developed tool is able to extract the various SAR system parameters from standard SAR product format files. Based on these extracted system parameters, typical SAR image quality parameters are derived from SAR image data.
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문제 정의
그림 5는 영상에서 점 표적을 추출하는 과정을 나타내며, 그림 6은 추출한 점표적에 대하여 확장보간법과 배경레벨 제거기법을 수행하여 점표적 영상품질 파라미터를 도출한 그림이다. 본 논문에서는 바다에 있는 유사 점표적 영상을 이용하여 점표적 분석을 수행하였으며, 지상에 코너 리플렉터나 트랜스폰더를 설치하여 얻어진 점표적 영상을 추출하여 분석하면 정확한 영상품질 파라미터를 추출할 수 있다. 실제 SAR 영상의 검보정 수행을 위해서는 지상 사이트에 코너 리플렉터와 트랜스폰더를 설치하고 점표적 분석하여 영향을 확인하는 과정이 필요하다.
본 연구에서는 고해상도 위성 SAR 영상 포맷 파일에서 SAR 속성 파라미터와 영상을 추출하여 이로부터 영상품질 파라미터를 계산하는 SAR 영상품질 성능 분석 툴을 개발하였다. 개발 툴은 CosmoSkyMed, TerraSAR-X 등의 고해상도 위성 SAR 포맷을 분석할 수 있으며, RADARSAT-1, TerraSAR-X 포맷으로부터 영상을 추출하여 성능을 확인하였다.
본 연구에서는 영상 제품 포맷에서 파라미터와 영상 정보를 추출하여, 다양한 SAR 영상 품질변수들을 추출하는 영상품질 분석 툴을 개발하였다. 우선 SAR 영상품질을 나타내는 변수에 대하여 정의하고, 이를 추출하기 위한 분석기법과 개발된 분석 툴을 소개한다.
본 연구에서는 영상 제품 포맷에서 파라미터와 영상 정보를 추출하여, 다양한 SAR 영상 품질변수들을 추출하는 영상품질 분석 툴을 개발하였다. 우선 SAR 영상품질을 나타내는 변수에 대하여 정의하고, 이를 추출하기 위한 분석기법과 개발된 분석 툴을 소개한다.
가설 설정
SAR 시스템을 선형 시스템으로 가정함으로써 그 성능을 임펄스 응답을 통하여 특성화 시킬 수 있다. 임펄스 응답이란 시스템에 입력으로 임펄스를 가함으로서 얻을 수 있는 응답으로, SAR 시스템에서는 이 임펄스 입력을 지상의 코너리플렉터 또는 트랜스폰더를 통하여 얻을 수 있으며 이 응답을 통하여 시스템 응답을 측정할 수 있다.
제안 방법
본 연구에서는 고해상도 위성 SAR 영상 포맷 파일에서 SAR 속성 파라미터와 영상을 추출하여 이로부터 영상품질 파라미터를 계산하는 SAR 영상품질 성능 분석 툴을 개발하였다. 개발 툴은 CosmoSkyMed, TerraSAR-X 등의 고해상도 위성 SAR 포맷을 분석할 수 있으며, RADARSAT-1, TerraSAR-X 포맷으로부터 영상을 추출하여 성능을 확인하였다.
영상 내 발생하는 모호성을 측정하는 모듈로 강한 점표적에 의해 발생하거나, 영상 강도가 약한 바다에서 나타나는 모호성을 측정한다.
방사정확도란 지상에서 반사된 신호를 영상화할 때 SAR 서브시스템 장비(instrument)의 특성에 의해 본래 가지고 있는 값이 변화하게 되는데 변화되는 값이 얼마나 정확하게 유지되는가의 정도를 나타내는 성능지수이다. 이는 균질하고 방대한 지역 내에서 임의의 두 부분영역을 추출하고, 추출된 부분영역의 후방산란계수에 대한 평균치와 표준편차를 비교함으로써 방사정확도를 측정한다. 절대(absolute) 방사정확도와 상대(relative) 방사정확도로 구분된다.
추출한 영상 내에서 잔잔한 호수와 같이 아주 낮은 반사계수를 갖는 지역의 RCS를 측정함으로써 NESZ를 추정할 수 있다. 그림 9는 바다지역을 선택하여 입사각에 따른 영상 내 NESZ 변화를 측정한 그림이다.
후속연구
연구에서 개발된 영상품질 분석툴은 SAR 영상을 활용하거나, 개발/운용중인 SAR 시스템의 성능 검증 및 운용 초기의 SAR 영상 검보정 과정에서 영상품질 분석, 검증에 활용할 수 있을 것으로 본다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
영상 레이다는 무엇에 활용되고 있는가?
영상 레이다(SAR)는 전자파를 이용하여 전천후로 넓은 지역의 영상정보를 얻을 수 있는 센서로서 광대역 영상에서 고해상도의 영상에 이르기까지 다양한 운용모드로 사용이 가능하므로, 국토관리, 해양감시, 재해감시 등의 민수, 과학 분야 뿐만 아니라 군사용으로 정밀 표적 감시 및 식별용으로 활용되고 있다[1,2]. 해외에서는 기술 선진국을 중심으로 SAR 영상의 활용을 위해 영상처리 툴과 품질분석 툴을 개발, 운용하고 있다[3~5].
SAR 영상의 품질을 분석하는 툴은 어떻게 구성되어 있는가?
SAR 영상품질 분석 툴은 크게 점 표적 분석(PTA) 모듈, 분산 표적 분석 (DTA) 모듈, 모호성 분석 (AMA) 모듈, NESZ(Noise equivalent sigma zero) 분석 (NESZA) 모듈로 4개의 주요 모듈로 구성되어 있으며, 그림 4의 구성으로 순서대로 수행된다.
영상 레이다란 무엇인가?
영상 레이다(SAR)는 전자파를 이용하여 전천후로 넓은 지역의 영상정보를 얻을 수 있는 센서로서 광대역 영상에서 고해상도의 영상에 이르기까지 다양한 운용모드로 사용이 가능하므로, 국토관리, 해양감시, 재해감시 등의 민수, 과학 분야 뿐만 아니라 군사용으로 정밀 표적 감시 및 식별용으로 활용되고 있다[1,2]. 해외에서는 기술 선진국을 중심으로 SAR 영상의 활용을 위해 영상처리 툴과 품질분석 툴을 개발, 운용하고 있다[3~5].
참고문헌 (11)
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