KR101364052B1

KR101364052B1 - 위성 영상 객체 검출 시스템

Info

Publication number: KR101364052B1
Application number: KR1020120091723A
Authority: KR
Inventors: 최명진; 김태영; 김연준
Original assignee: (주)인스페이스
Priority date: 2012-08-22
Filing date: 2012-08-22
Publication date: 2014-02-19

Abstract

본 발명은 위성 영상 객체 검출 시스템에 관한 것으로서, 상기 위성 영상 객체 검출 시스템은 위성으로부터 전송되는 위성 영상을 수신하는 영상 수신 장치, 그리고 상기 영상 수신 장치로부터 전송되는 상기 위성 영상을 처리하여 상기 위성 영상으로부터 원하는 객체를 검출하는 위성 영상 객체 검출 장치를 포함하고, 상기 위성 영상 객체 검출 장치는 밴드 단위로 촬영된 영상을 수집하는 데이터 수집부, 상기 데이터 수집부로부터 상기 밴드별로 인가되는 상기 위성 영상을 입력받아 상기 위성 영상의 컬러를 정합하는 컬러 정합부, 상기 컬러 정합된 상기 위성 영상에서 원하는 객체를 검출하는 객체 검출부, 그리고 검출된 상기 객체의 출력 상태를 제어하는 출력 상태 제어부를 포함한다.

Description

위성 영상 객체 검출 시스템{SYSTEM FOR DETECTING OBJEECT FROM SATELLITE IMAGE}

본 발명은 위성 영상 객체 검출 시스템에 관한 것이다.

국방 및 정보기관에서의 위성 영상 활용은 무엇보다 빠르게 원하는 정보를 분석하는 것이 중요하여, 촬영한 위성 영상을 수신하고 처리하는 지상국에서 위성 영상을 최단시간 내 처리하여 사용자가 원하는 정보를 신속하게 분석할 수 있도록 해야 한다.

그러나 기존의 하드웨어 및 소프트웨어의 기술적 한계로 인해, 위성 자료를 수신하는 중에 실시간으로 획득할 수 있는 정보는 특정 밴드(band)의 영상을 축소하여 표출한 형태로 영상의 수신 품질을 검사하는 용도 정도로만 사용되었다.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 위성으로부터 전송 받은 영상으로부터 원하는 관심 객체를 좀더 효율적이고 안정적으로 추출하기 위한 것이다.

본 발명의 한 특징에 따른 위성 영상 객체 검출 시스템은 위성으로부터 전송되는 위성 영상을 수신하는 영상 수신 장치, 그리고 상기 영상 수신 장치로부터 전송되는 상기 위성 영상을 처리하여 상기 위성 영상으로부터 원하는 객체를 검출하는 위성 영상 객체 검출 장치를 포함하고, 상기 위성 영상 객체 검출 장치는 밴드 단위로 촬영된 영상을 수집하는 데이터 수집부, 상기 데이터 수집부로부터 상기 밴드별로 인가되는 상기 위성 영상을 입력받아 상기 위성 영상의 컬러를 정합하는 컬러 정합부, 상기 컬러 정합된 상기 위성 영상에서 원하는 객체를 검출하는 객체 검출부, 그리고 검출된 상기 객체의 출력 상태를 제어하는 출력 상태 제어부를 포함한다.

상기 특징에 따른 위성 영상 객체 검출 시스템은 상기 데이터 수집부와 연결되어 있는 저장부, 그리고 상기 저장부와 상기 컬러 정합부 사이에 연결된 버퍼를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 데이터 수집부는 상기 영상 수신 장치로부터 전달되는 상기 위상 영상을 상기 저장부에 저장한 후 선입 선출 방식으로 상기 저장부에 저장되어 있는 위성 영상을 순차적으로 출력하여 버퍼에 임시 저장하는 것이 좋다.

상기 컬러 정합부는 복수의 다중 처리기를 포함할 수 있고, 이 경우, 상기 컬러 정합부는 상기 복수의 다중 처리기 각각에서 상기 위성 영상을 분산 병렬 처리한 후, 각 처리기에 할당된 위치에 해당하는 영상 데이터를 상기 밴드별로 인가된 상기 위성 영상에서 추출한 뒤 기하 보정을 수행하는 것이 좋다.

상기 객체 검출부는 방향성 히스토그램 패턴 인식 알고리즘을 사용하여 상기 객체를 검출할 수 있다.

상기 특징에 따른 위성 영상 객체 검출 시스템은 상기 출력 상태 제어부와 연결되어 있는 표시 장치를 더 포함할 수 있다.

이러한 특징에 따르면, 컬러로 검출된 객체를 1:1 비율로 표시 장치로 출력하므로, 사용자의 만족도가 향상된다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 위성 영상 컬러 정합 및 관심 객체 검출 시스템의 개략적인 블록도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 그래픽 처리부의 일부 상세도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 위성 영상에서 객체를 검출하는 상태를 도시한 도면이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 위성 영상 객체 검출 시스템에 대하여 설명한다.

도 1을 참고로 하면, 본 발명의 한 실시예에 따라 위성 영상으로부터 원하는 객체(object)를 검출하는 위성 영상 객체 검출 시스템은 영상을 촬영하여 얻어진 위성 영상을 전송하는 위성(100), 위성(100)으로부터 전송되는 위성 영상을 안테나(10)를 통해 수신하는 위성 영상 수신 장치(20), 위성 영상 수신 장치(20)와 연결되어 있고, 위성 영상 수신 장치(20)를 통해 인가되는 위성 영상을 처리하여 위성 영상으로부터 원하는 객체를 검출하는 위성 영상 객체 검출 장치(30), 그리고 위성 영상 객체 검출 장치(30)과 연결되어 있는 표시 장치(40)를 구비한다.

위성(100)은 도 3에 도시한 것처럼, 이미 정해진 가로 폭과 세로 폭을 갖는 스캔바(scan bar)(200)를 이용하여 해당 지역을 스캔하여 촬영하여 해당 지역에 대한 영상을 생성한다. 그런 다음, 위성(100)는 생성된 영상을 위성 영상으로 하여 지구에 위치하는 위성 영상 수신 장치(20)로 전송한다.

이때, 위성은 위성 영상을 압축하여 전송할 수 있다.

영상 수신 장치(20)는 안테나(10)를 통해 무선으로 전송되는 위성 영상을 수신하여, 위성 영상 객체 검출 장치(30)로 출력한다. 이때, 전송된 위성 영상이 압축되어 있을 경우, 영상 수신 장치(20)는 압축된 영상이 압축 상태를 해제한 후 압축 해제된 위성 영상을 위성 영상 객체 검출 장치(30)로 출력한다.

위성 영상 객체 검출 장치(30)는 위성 영상 수신 장치(20)와 연결된 데이터 수집부(31), 데이터 수집부(31)와 연결된 컬러 정합부(32), 컬러 정합부(32)와 연결된 객체 검출부(33), 그리고 객체 검출부(33)와 연결된 출력 상태 제어부(34)를 구비한다.

데이터 수집부(31)는 각 밴드 영상, 즉 스캔바(200)에 의해 스캔되어 촬영된 영상마다 기하 위치가 다르기 때문에, 동일 지역의 밴드 영상을 컬러 정합부(32)로 전달하기 전에 버퍼링이 필요하다.

따라서, 도 2에 도시한 것처럼, 데이터 수집부(31)로 입력된 위성 영상은 먼저 저장부(301)에 저장된 후 선입 선출(FIFO, first-in first-out) 방식으로 저장부(301)에 저장되어 있는 위성 영상을 순차적으로 출력하여 버퍼(302)에 임시 저장한다. 즉, 컬러 정합부(32)로 인가되어 컬러 정합 동작이 이루어질 때까지 선입 선출 방식으로 데이터 수집부(31)를 통해 출력되는 영상 데이터는 자신의 처리 시점이 될 때까지 버퍼(302)에 임시 저장된다.

따라서, 위성 영상 객체 검출 시스템은 데이터 수집부(31)와 연결되어 있는 저장부(301)와 저장부(301)와 컬러 정합부(32) 사이에 연결된 버퍼(302)를 더 구비한다.

컬러 정합부(32)는 밴드별로 인가되는 위성 영상을 버퍼(302)로부터 전달받아, 위성 영상을 컬러(color)를 정합(match)한다.

따라서, 컬러 정합부(32)는 다중 처리기를 사용하여 입력된 위성 영상을 분산 병렬 처리한 후, 각 처리기에 할당된 위치에 해당하는 영상 데이터를 밴드별로 인가된 위성 영상에서 추출한 뒤 기하 보정을 동시에 수행한다.

따라서, 컬러 정합부(32)는 복수의 다중 처리기(도시하지 않음)를 더 구비한다.

이때, 기하 보정은 변환 과정과 재배열 과정으로 수행되며, 변환 과정은 2차 다항식이 사용되며 재배열 과정은 규빅 회선(cubic convolution) 방식이 사용될 수 있다.

객체 검출부(33)는 위성 영상에서 원하는 객체(예, 마사일, 배, 또는 비행기 등)을 검출하기 위해서 회전 및 크기 변화에도 검출이 가능한 방향성 히스토그램 패턴 인식 알고리즘(orientation histogram pattern recognition algorithm)을 사용할 수 있다.

이러한, 객체 검출부(33)의 동작에 의해 도 3에 도시한 것처럼, 정해진 방향으로 스킨바(200)의 스캔 동작에 의해 촬영된 위성 영상으로부터 원하는 객체가 검출된다.

이때, 객체 검출부(33)는 관심 있는 관심 객체를 미리 등록할 경우, 원하는 관심 객체를 선별적으로 검출하는 가능하다.

출력 상태 제어부(34)는 고속 컬러 합성 영상과 객체 검출된 정보를 출력한다. 이때, 본 예의 경우, 고해상도를 갖는 위성 영상을 1:1 비율로 출력하기 위해 다중 모니터 솔루션(multi-monitor solution)을 사용한다.

이로 인해, 출력 상태 제어부(34)는 실제 영상과 동일한 비율을 갖는 고해상도의 위성 영상을 표시 장치(40)로 출력하므로, 표시 장치(40)는 해당하는 영상을 표시한다.

이러한 표시 장치(40)는 액정 표시 장치나 유기 발광 표시 장치 등으로 이루어질 수 있다.

이때, 출력 상태 제어부(34)는 검출된 객체에 대한 위치 정보 등도 함께 출력하여, 원하는 객체가 존재하는 위치 또는 이동 경로 등도 사용자가 용이하고 정확하게 파악할 수 있도록 한다.

비교예에 따른 위성 영상 객체 검출 시스템은 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 영상 중 하나를 선택하여 입력되는 단일 밴드 영상 입력 방식을 사용하는 반면, 본 실시예에 따른 위성 영상 객체 검출 시스템은 RGB 영상 모두를 입력 받아 처리하는 RGB 밴드 영상 방식을 사용한다. 따라서, 비교예의 경우 흑백으로 검출된 객체가 출력되는 반면, 본 실시예의 경우 컬러로 검출된 객체가 출력된다.

또한, 비교에의 경우, 영상 처리 동작이 열악하여 실제 영상에 비해 약 1/4로 축소되어 영상을 출력하는 반면, 본 실시예의 경우, 1:1 비율로 표시 장치(40)로 출력하므로, 사용자의 만족도가 향상된다.

또한 본 실시예의 경우 분산 병렬 처리와 다중 모니터 솔루션을 이용하여 표시 장치(40)로 영상을 출력하므로, 여러 대의 모니터를 통해 원하는 영상을 동시에 출력하는 반면, 비교예의 경우 단지 한대의 모니터만으로 영상을 출력하게 된다.

이러한 본 실시예에 따른 위성 영상 객체 검출 시스템에 따르면, 거의 실시간(즉, 준 실시간)으로 일대일 컬러합성을 처리하고 고해상도 위성영상을 출력함으로써 빠른 위성 영상 출력 및 신속한 정보 분석이 필요한 기관에서의 활용도가 크게 향상된다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

100: 위성 10: 안테나
20: 영상 수신 장치 30: 위성 영상 객체 검출 장치
31: 데이터 수집부 32: 컬러 정합부
33: 객체 검출부 34: 출력 상태 제어부
40: 표시 장치

Claims

위성으로부터 전송되는 위성 영상을 수신하는 영상 수신 장치, 그리고
상기 영상 수신 장치로부터 전송되는 상기 위성 영상을 처리하여 상기 위성 영상으로부터 원하는 객체를 검출하는 위성 영상 객체 검출 장치를 포함하고,
상기 위성 영상 객체 검출 장치는, 밴드 단위로 촬영된 영상을 수집하는 데이터 수집부, 상기 데이터 수집부로부터 상기 밴드별로 인가되는 상기 위성 영상을 입력받아 상기 위성 영상의 컬러를 정합하는 컬러 정합부, 상기 컬러 정합된 상기 위성 영상에서 원하는 객체를 검출하는 객체 검출부, 그리고 검출된 상기 객체의 출력 상태를 제어하는 출력 상태 제어부를 포함하며,
상기 컬러 정합부는, 복수의 다중 처리기를 포함하고, 상기 복수의 다중 처리기 각각에서 상기 위성 영상을 분산 병렬 처리한 후, 각 처리기에 할당된 위치에 해당하는 영상 데이터를 상기 밴드별로 인가된 상기 위성 영상에서 추출한 뒤 기하 보정을 수행하는
위성 영상 객체 검출 시스템.
제1항에서,
상기 데이터 수집부와 연결되어 있는 저장부, 그리고
상기 저장부와 상기 컬러 정합부 사이에 연결된 버퍼
를 더 포함하고,
상기 데이터 수집부는 상기 영상 수신 장치로부터 전달되는 상기 위상 영상을 상기 저장부에 저장한 후 선입 선출 방식으로 상기 저장부에 저장되어 있는 위성 영상을 순차적으로 출력하여 버퍼에 임시 저장하는
위성 영상 객체 검출 시스템.
삭제
제1항에서,
상기 객체 검출부는 방향성 히스토그램 패턴 인식 알고리즘을 사용하여 상기 객체를 검출하는 위성 영상 객체 검출 시스템.
제1항에서,
상기 출력 상태 제어부와 연결되어 있는 표시 장치를 더 포함하는 위성 영상 객체 검출 시스템.