KR101698985B1 - 레이더 시스템의 영상 처리 장치 및 그 방법 - Google Patents

레이더 시스템의 영상 처리 장치 및 그 방법 Download PDF

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김세윤
조재형
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한국과학기술연구원
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Abstract

본 발명은 레이더 시스템의 목표물 탐지율을 향상시킬 수 있는 레이더 시스템의 영상 처리 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 본 발명의 실시 예에 따른 레이더 시스템의 영상 처리 장치는, 전자파 신호가 목표물에 도달함으로써 상기 목표물에 의해 반사되는 반사 신호를 근거로 상기 목표물에 대응하는 원본 이미지를 발생하고, 상기 원본 이미지를 근거로 HS(Hyperbolic Summation) 이미지를 발생하고, 상기 원본 이미지 및 상기 HS 이미지를 근거로 블러(blur) 이미지를 검출하고, 상기 원본 이미지 및 상기 HS 이미지로부터 상기 검출한 블러 이미지를 삭제하고, 상기 원본 이미지 및 상기 HS 이미지로부터 상기 삭제된 블러 이미지를 제외한 이미지를 선택하는 신호 처리부와; 상기 선택된 이미지를 표시하는 표시부를 포함할 수 있다.

Description

레이더 시스템의 영상 처리 장치 및 그 방법{IMAGE PROCESSING APPARATUS OF RADAR SYSTEM AND METHOD THEREOF}
본 발명은 레이더 시스템의 영상 처리 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 레이더 시스템은 하나 이상의 주파수를 포함하는 전자파 신호를 발사하고 지표/퇴적물, 타겟의 반사신호를 측정하여 지뢰와 같은 매설 물체를 탐지한다. 또한, 지하 탐사 레이더(GPR; ground-penetrarting radar)는 지표면이나 시추공에 위치한 안테나를 통하여 전자파를 지하로 보내고, 지하의 변화에 의해서 수신안테나에서 획득한 신호로부터 지하에 대한 정보를 알아낸다.
일반적으로 GPR은 지표면탐사 레이더(SPR; surface penetrating radar)와 시추공레이더(BHR; borehole radar)가 있다.
본 발명의 목적은, 레이더 시스템의 목표물 탐지율을 향상시킬 수 있는 레이더 시스템의 영상 처리 장치 및 그 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 레이더 시스템의 영상 처리 장치는, 전자파 신호를 발생하는 신호 발생부, 상기 전자파 신호를 증폭하는 증폭부, 상기 증폭된 전자파 신호를 방사하는 송신 안테나, 상기 방사된 전자파 신호가 목표물에 도달함으로써 상기 목표물에 의해 반사되는 반사 신호를 수신하는 수신 안테나를 포함하는 레이더 시스템의 영상 처리 장치에 있어서,
상기 반사 신호를 근거로 상기 목표물에 대응하는 원본 이미지를 발생하고, 상기 원본 이미지를 근거로 HS(Hyperbolic Summation) 이미지를 발생하고, 상기 원본 이미지 및 상기 HS 이미지를 근거로 블러(blur) 이미지를 검출하고, 상기 원본 이미지 및 상기 HS 이미지로부터 상기 검출한 블러 이미지를 삭제하고, 상기 원본 이미지 및 상기 HS 이미지로부터 상기 삭제된 블러 이미지를 제외한 이미지를 선택하는 신호 처리부와; 상기 선택된 이미지를 표시하는 표시부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 신호 처리부는 상기 발생한 원본이미지와 HS 이미지를 각각 정규화할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 신호 처리부는 상기 원본 이미지의 부엽(sidelobe) 레벨을 기준으로 쓰레솔드 레벨(threshold level)을 결정하고, 상기 결정된 쓰레솔드 레벨을 근거로 상기 원본 이미지에서 상기 쓰레솔드 레벨보다 큰 레벨의 제1 레인지 방향 위치를 선택하고, 상기 HS 이미지에서 상기 결정된 쓰레솔드 레벨보다 큰 레벨의 제2 레인지 방향 위치를 선택할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 신호 처리부는 상기 원본 이미지에서 선택한 제1 레인지 방향의 위치가 상기 HS 이미지에서 선택한 제2 레인지 방향의 위치보다 앞에 있는지 아니면 뒤에 있는지를 결정할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 신호 처리부는 상기 HS 이미지에서 선택한 제2 레인지 방향의 위치에 해당하는 제1이미지 데이터가 상기 원본 이미지에서 선택한 제1 레인지 방향의 위치보다 더 앞에 있으면 상기 제1 이미지를 상기 목표물에 의한 이미지가 아닌 상기 블러 이미지로 결정하고, 상기 블러 이미지를 제거하고, 상기 블러 이미지를 제외한 상기 이미지를 선택할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 신호 처리부는 상기 HS 이미지에서 선택한 제2 레인지 방향의 위치에 해당하는 제1 이미지가 상기 원본 이미지에서 선택한 제1 레인지 방향의 위치보다 더 뒤에 있으면 상기 제1 이미지를 상기 목표물에 의한 이미지로 결정하고, 상기 결정된 이미지를 선택할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 신호 처리부는 상기 선택된 이미지에 대해 평탄화(smoothing)를 수행하고, 상기 평탄화된 이미지를 보정할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 신호 처리부는 상기 보정된 이미지를 상기 표시부에 표시할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 레이더 시스템의 영상 처리 방법은, 전자파 신호를 발생하는 신호 발생부, 상기 전자파 신호를 증폭하는 증폭부, 상기 증폭된 전자파 신호를 방사하는 송신 안테나, 상기 방사된 전자파 신호가 목표물에 도달함으로써 상기 목표물에 의해 반사되는 반사 신호를 수신하는 수신 안테나를 포함하는 레이더 시스템의 영상 처리 방법에 있어서, 상기 반사 신호를 근거로 상기 목표물에 대응하는 원본 이미지를 발생하는 단계와; 상기 원본 이미지를 근거로 HS(Hyperbolic Summation) 이미지를 발생하는 단계와; 상기 원본 이미지 및 상기 HS 이미지를 근거로 블러(blur) 이미지를 검출하는 단계와; 상기 원본 이미지 및 상기 HS 이미지로부터 상기 검출한 블러 이미지를 삭제하는 단계와; 상기 원본 이미지 및 상기 HS 이미지로부터 상기 삭제된 블러 이미지를 제외한 이미지를 선택하는 단계와; 상기 선택된 이미지를 표시부에 표시하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 레이더 시스템의 영상 처리 장치 및 그 방법은, 지표 투과 레이더와 벽 투과 레이더에서 오탐지율을 줄이고 탐지율을 높일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 레이더 시스템의 영상 처리 장치 및 그 방법은, 레이더 시스템에서 목표물 포커싱된 이미지를 얻을 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 레이더 시스템의 영상 처리 장치 및 그 방법은, 목표물에 의한 블러된 이미지를 제거할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 레이더 시스템의 영상 처리 장치 및 그 방법은, 두 개 이상의 목표물에 의한 블러 이미지를 제거하고 목표물을 구분할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 레이더 시스템의 영상 처리 장치 및 그 방법은, 레이더 시스템의 분해능을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 레이더 시스템(탐색 레이더)을 나타낸 예시도 이다.
도 2는 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 레이더 시스템(탐색 레이더)을 나타낸 다른 예시도 이다.
도 3a는 목표물이 하나일 때의 종래의 원본 이미지 및 종래의 HS(Hyperbolic Summation) 영상화 이미지를 나타낸 예시도이다.
도 3b는 목표물이 두 개일 때의 종래의 원본 이미지 및 종래의 HS(Hyperbolic Summation) 영상화 이미지(Hyperbolic Summation 이미지)를 나타낸 예시도이다.
도 3c는 벽 뒤에 목표물이 두 개일 때의 종래의 원본 이미지 및 종래의 HS(Hyperbolic Summation) 영상화 이미지(Hyperbolic Summation 이미지)를 나타낸 예시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 영상 처리 장치가 적용된 레이더 시스템을 나타낸 구성도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 영상 처리 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 6a는 본 발명의 실시예에 따른 쓰레솔드 레벨(threshold level)로 결정하는 방법을 나타낸 예시도이다,
도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 원본 이미지에서 선택한 제1 레인지 방향의 위치와 상기 HS(Hyperbolic Summation) 이미지에서 선택한 제2 레인지 방향의 위치를 비교하는 방법을 나타낸 예시도이다.
도 6c는 본 발명의 실시예에 따라 블러 이미지가 제거된 이미지를 선택하는 방법을 나타낸 예시도이다.
도 6d는 본 발명의 실시예에 따른 이미지 데이터를 평탄화 및 보정한 결과를 나타낸 예시도이다.
도 7a는 본 발명의 실시예에 따른 이미지를 나타낸 예시도이다.
도 7b는 본 발명의 실시예에 따른 다른 이미지를 나타낸 예시도이다.
도 7c는 본 발명의 실시예에 따른 또 다른 이미지를 나타낸 예시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 동일하거나 유사한 구성요소에는 동일한 도면 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 레이더 시스템(탐색 레이더)을 나타낸 예시도 이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 지표 등을 투과하는 레이더 시스템(탐색 레이더)(100)은 지표면에서 땅속에 있는 목표물을 전자파를 이용해서 탐지하고 영상화하는 시스템이다. 지표면에 위치한 레이더 시스템으로 전자파를 방사하고 받으면서 지나가면 땅속에 있는 목표물에 전자파가 반사되서 들어오는 전자파를 영상화한다.
목표물의 크기에 적절한 전자파의 주파수를 선택해서 전자파를 송신하고 땅속의 감쇄를 거쳐 목표물을 맞고 돌아온 상대적으로 작은 전자파를 증폭하고 신호처리해서 영상화하면 목표물의 깊이, 모양, 재질 등을 유추해 낼 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 레이더 시스템(탐색 레이더)을 나타낸 다른 예시도 이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 레이더 시스템(탐색 레이더)(100)은 벽 뒤에 있는 보이지 않는 목표물을 전자파를 이용해서 영상화하는 시스템이다. 송신안테나로 전자파를 방사하면 전자파는 벽을 투과해서 벽뒤의 목표물을 맞고 반사해서 수신안테나로 들어온다. 안테나는 벽을 따라 이동하면서 전자파를 방사하고 수신한다. 벽에서 반사되는 신호는 이미 알고 있는 위치에 상대적으로 가까이 위치하고 있고 안테나가 벽을 따라 이동하기 때문에 변하지 않는 신호이기 때문에 제거가 가능하다.
만약, 목표물이 (xi, zi)에 위치하면 안테나와의 직선거리(x)는 수학식 1을 통해 쌍곡선함수로 계산된다.
Figure 112015090751259-pat00001
그래서 각각의 스캔 위치마다 거리를 계산하면 수학식 2와 같은 하나의 쌍곡선 템플릿(
Figure 112015090751259-pat00002
)이 만들어진다.
Figure 112015090751259-pat00003
이 템플릿에 해당하는 픽셀의 값들을 모두 모아서 쌍곡선의 정점으로 모으면 이미지가 한 픽셀로 포커싱이 된다. 이 과정을 모든 픽셀에 대해서 시행하면 포커싱된 전체 이미지를 얻을 수 있다. 상기 수학식 1 내지 2는 이미 공지된 내용이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
지하 탐사 레이더(Ground Penetrating Radar)와 같은 레이더 시스템(탐색 레이더)(100)은 송신기에서 전자파 신호를 발생시켜서 송신안테나를 통해 땅으로 방사시킨다. 지하를 통해 전파해온 전자파 신호를 수신안테나를 통해서 받은 후 그 전자파 신호를 분석해서 지하에 대한 정보를 알아내는 지하탐사 레이더 시스템이다.
레이더 시스템(100)은 목표물의 위치나 종류를 모르기 때문에 지표면에서 이동하면서 전자파를 송신 및 수신한다.
송신 및 수신 안테나는 안테나의 특성상 안테나가 가지고 있는 일정범위에서 전자파를 방사하고 다시 수신하게 된다(결국 일정 범위 내의 신호가 모두 수신된다.). 이렇게 수신한 신호들을 사용해서 마이그레이션(migration)해서 하나의 포커싱된 이미지로 만들게 된다.
"Hyperbolic summation", "Kirchhoff", "phase shift", "frequency wavenumber", 그리고 "back projection" 등 여러 가지 포커싱하는 방법들이 있다. 그 중에서 쌍곡선 합(Hyperbolic summation) 이미지 발생 방법은 간단하고, 직관적이고 쉽게 적용이 가능해서 마이그레이션해서 영상화하는 알고리즘에 많이 사용된다.
쌍곡선함수의 템플릿에 해당하는 값들을 모두 합하기 때문에 만약에 상대적으로 신호의 크기가 작은 곳에서 쌍곡선함수의 템플릿의 꼬리부분이 실제 목표물이 위치한 상대적으로 신호의 크기가 센 곳을 지나가면 실제 목표물이 없는 위치에서 목표물이 있는 것처럼 블러된 이미지(blurred image, ghost image)가 발생한다. 특히 목표물이 하나가 아니고 두 개 이상의 목표물이 일정간격으로 위치하고 있고 쌍곡선함수의 템플릿의 양쪽 꼬리부분이 두 개의 실제 목표물 위치를 지나가게 되면 블러된 이미지는 더 커지게 된다. 이 블러된 이미지는 실제로는 목표물이 없는데 마치 실제 목표물처럼 보여서 혼란스럽게 된다. 전체 레이더 시스템의 분해능도 저하시킨다.
도 3a는 목표물이 하나일 때의 종래의 원본 이미지 및 종래의 HS(Hyperbolic Summation) 영상화 이미지를 나타낸 예시도이다.
도 3b는 목표물이 두 개일 때의 종래의 원본 이미지 및 종래의 HS(Hyperbolic Summation) 영상화 이미지(Hyperbolic Summation 이미지)를 나타낸 예시도이다.
도 3c는 벽 뒤에 목표물이 두 개일 때의 종래의 원본 이미지 및 종래의 HS(Hyperbolic Summation) 영상화 이미지(Hyperbolic Summation 이미지)를 나타낸 예시도이다.
이하에서는, 레이더 시스템에서 목표물의 이미지를 포커싱하는 영상화 신호처리 방법, 기존 쌍곡선합 알고리즘(Hyperbolic summation algorithm)을 개선한 신호처리 방법, 기존 쌍곡선합 알고리즘 적용후 영상화된 이미지(Hyperbolic Summation 이미지)에서 실제 목표물과 블러된 이미지를 구분하는 방법, 목표물에 의한 블러(blur)를 제거하는 방법, 두개의 목표물에 의한 강력한 블러를 제거하는 방법 등을 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 영상 처리 장치가 적용된 레이더 시스템을 나타낸 구성도이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 영상 처리 장치가 적용된 레이더 시스템(200)는,
전자파 신호를 발생하는 신호 발생부(10)와;
상기 전자파 신호를 증폭하는 증폭부(20)와;
그 증폭된 전자파 신호를 방사하는 송신 안테나(30)와;
그 방사된 전자파 신호가 목표물에 도달함으로써 그 목표물에 의해 반사되는 반사 신호를 수신하는 수신 안테나(40)와;
상기 반사 신호를 처리하여 상기 목표물에 대응하는 이미지를 발생하는 신호 처리부(50)와;
상기 이미지를 표시하는 표시부(60)를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 영상 처리 장치가 적용된 레이더 시스템(200)은, 상기 반사 신호를 증폭하는 증폭부(도시하지 않음)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 영상 처리 장치는, 신호 처리부(50)와, 표시부(60)를 포함할 수 있으며, 이를 도 5 및 도 6a 내지 도 6d를 참조하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 영상 처리 방법을 나타낸 흐름도이다.
먼저, 상기 신호 처리부(50)는, 상기 반사 신호를 근거로 상기 목표물에 대응하는 원본 이미지를 발생하고, 그 원본 이미지(Raw Image)를 근거로 HS(Hyperbolic Summation) 이미지(HS 영상화 이미지)를 발생한다. 상기 원본 이미지 및 HS(Hyperbolic Summation) 이미지를 발생하는 방법은 이미 공지된 기술이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
상기 신호 처리부(50)는 상기 원본 이미지와 HS(Hyperbolic Summation) 이미지를 각각 정규화한다(S11).
상기 신호 처리부(50)는 상기 원본 이미지의 부엽(sidelobe) 레벨을 기준으로 쓰레솔드 레벨(threshold level)(원본 이미지 데이터의 쓰레솔드 레벨)을 결정한다(S12). 예를 들면, 상기 신호 처리부(50)는 상기 원본 이미지의 부엽(sidelobe) 레벨보다 큰 값을 쓰레솔드 레벨(threshold level)로 결정한다.
도 6a는 본 발명의 실시예에 따른 쓰레솔드 레벨(threshold level)로 결정하는 방법을 나타낸 예시도로서, Scan방향 1m지점의 Range 방향의 data(파랑색 점선 라인)를 예로들어 설명한다.
도 6a에 도시한 바와 같이, 상기 신호 처리부(50)는 상기 원본 이미지의 부엽(sidelobe) 레벨을 기준으로 쓰레솔드 레벨(threshold level)(원본 이미지 데이터의 쓰레솔드 레벨)을 결정한다. 예를 들면, 상기 신호 처리부(50)는 상기 원본 이미지의 부엽(sidelobe) 레벨보다 큰 값을 쓰레솔드 레벨(threshold level)로 결정한다.
상기 신호 처리부(50)는 상기 결정된 쓰레솔드 레벨(threshold level)을 근거로 상기 원본 이미지에서 상기 쓰레솔드 레벨보다 큰 레벨의 제1 레인지 방향 위치를 선택한다(S13).
상기 신호 처리부(50)는 상기 정규화된 HS(Hyperbolic Summation) 이미지에서 상기 결정된 쓰레솔드 레벨보다 큰 레벨의 제2 레인지 방향 위치를 선택한다(S14).
상기 신호 처리부(50)는 상기 원본 이미지에서 선택한 제1 레인지 방향의 위치가 상기 HS(Hyperbolic Summation) 이미지에서 선택한 제2 레인지 방향의 위치보다 앞에 있는지 아니면 뒤에 있는지를 판단(결정)한다(S15).
도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 원본 이미지에서 선택한 제1 레인지 방향의 위치와 상기 HS(Hyperbolic Summation) 이미지에서 선택한 제2 레인지 방향의 위치를 비교하는 방법을 나타낸 예시도이다.
도 6b에 도시한 바와 같이, 상기 신호 처리부(50)는 상기 원본 이미지에서 선택한 제1 레인지 방향의 위치와 상기 HS(Hyperbolic Summation) 이미지에서 선택한 제2 레인지 방향의 위치를 비교하고, 상기 원본 이미지에서 선택한 제1 레인지 방향의 위치가 상기 HS(Hyperbolic Summation) 이미지에서 선택한 제2 레인지 방향의 위치보다 앞에 있는지 아니면 뒤에 있는지를 판단(결정)한다.
상기 신호 처리부(50)는 상기 판단 결과, 상기 HS(Hyperbolic Summation) 이미지(쌍곡선 합 알고리즘 적용이미지)에서 선택한 제2 레인지 방향의 위치에 해당하는 제1이미지 데이터(블러 이미지 데이터)가 상기 원본 이미지에서 선택한 제1 레인지 방향의 위치보다 더 앞에 있으면 그 제1 이미지 데이터를 상기 목표물에 의한 이미지 데이터가 아닌 블러(blur) 이미지 데이터라고 결정하고, 그 블러 이미지 데이터를 제거하고, 그 블러 이미지 데이터를 제외한 나머지 이미지 데이터를 선택한다(S16).
도 6c는 본 발명의 실시예에 따라 블러 이미지가 제거된 이미지를 선택하는 방법을 나타낸 예시도이다.
도 6c에 도시한 바와 같이, 상기 신호 처리부(50)는 상기 HS(Hyperbolic Summation) 이미지(쌍곡선 합 알고리즘 적용이미지)에서 선택한 제2 레인지 방향의 위치에 해당하는 제1이미지 데이터(블러 이미지 데이터)가 상기 원본 이미지에서 선택한 제1 레인지 방향의 위치보다 더 앞에 있으면 그 제1 이미지 데이터를 상기 목표물에 의한 이미지 데이터가 아닌 블러(blur) 이미지 데이터라고 결정하고, 그 블러 이미지 데이터를 제거하고, 그 블러 이미지 데이터를 제외한 나머지 이미지 데이터를 선택한다.
예를 들면, HS(Hyperbolic Summation) 이미지(쌍곡선 합 알고리즘 적용이미지)의 데이터 중 원본이미지 데이터의 쓰레숄드 레벨보다 큰 레벨의 데이터가 원본이미지 쓰레숄드 레벨의 위치보다 더 앞에 있으면 인과율 원리(causality principle)에 어긋나서 상기 목표물에 의한 이미지가 아닌 블러(blur) 이미지라고 결정한다. 쌍곡선 합 알고리즘 적용한 이미지에서 원본 이미지에서 나온 신호보다 앞에 뭔가가 있다는 것은 물리적으로 있을 수 없는 상황이므로, 블러 이미지라고 결정된 이미지 데이터는 제거하고 나머지 이미지 데이터를 선택한다.
상기 신호 처리부(50)는 상기 판단 결과, 상기 HS(Hyperbolic Summation) 이미지(쌍곡선 합 알고리즘 적용이미지)에서 선택한 제2 레인지 방향의 위치에 해당하는 제1이미지 데이터가 상기 원본 이미지에서 선택한 제1 레인지 방향의 위치보다 더 뒤에 있으면 그 제1 이미지 데이터를 상기 목표물에 의한 이미지 데이터로 결정하고, 그 결정된 이미지 데이터를 선택한다(S17).
상기 신호 처리부(50)는 상기 S16 또는 S17 단계에서 선택된 이미지 데이터를 모두 합하고, 그 합해진 이미지 데이터에 대해 평탄화(smoothing)를 수행하고, 그 평탄화된 이미지 데이터를 보정한다(S18). 즉, 모든 스캔 구간에 적용하면 블러 이미지가 보정된 최종 이미지를 얻을 수 있다.
도 6d는 본 발명의 실시예에 따른 이미지 데이터를 평탄화 및 보정한 결과를 나타낸 예시도이다.
상기 신호 처리부(50)는 상기 보정된 이미지 데이터(블러 이미지가 보정된 최종 이미지)를 상기 표시부(60)에 표시한다.
도 7a는 본 발명의 실시예에 따른 이미지를 나타낸 예시도로서, 벽 없이 안테나로부터 1.25미터 떨어진 곳에 위치한 한 개의 15cm 금속 목표물에 대응하는 종래의 이미지들 및 본원 발명의 이미지를 나타낸 도이다.
도 7b는 본 발명의 실시예에 따른 다른 이미지를 나타낸 예시도로서, 벽 없이 안테나로부터 1.25미터 떨어진 곳에 위치한 두 개의 15cm 금속 목표물에 대응하는 종래의 이미지들 및 본원 발명의 이미지를 나타낸 도이다.
도 7c는 본 발명의 실시예에 따른 또 다른 이미지를 나타낸 예시도로서, 안테나로부터 1.25 미터 떨어진 곳에 위치한 30 cm 나무 벽 뒤의 두 개의 15 cm 금속 목표물에 대응하는 종래의 이미지들 및 본원 발명의 이미지를 나타낸 도이다.
이상에서 살펴본 것과 같이, 본 발명의 실시예에 따른 레이더 시스템의 영상 처리 장치 및 그 방법은, 지표 투과 레이더와 벽 투과 레이더에서 오탐지율을 줄이고 탐지율을 높일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 레이더 시스템의 영상 처리 장치 및 그 방법은, 레이더 시스템에서 목표물 포커싱된 이미지를 얻을 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 레이더 시스템의 영상 처리 장치 및 그 방법은, 목표물에 의한 블러된 이미지를 제거할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 레이더 시스템의 영상 처리 장치 및 그 방법은, 두 개 이상의 목표물에 의한 블러 이미지를 제거하고 목표물을 구분할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 레이더 시스템의 영상 처리 장치 및 그 방법은, 레이더 시스템의 분해능을 향상시킬 수 있다.
전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 상기 컴퓨터는 단말기의 제어부(180)를 포함할 수도 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (9)

  1. 전자파 신호를 발생하는 신호 발생부, 상기 전자파 신호를 증폭하는 증폭부, 상기 증폭된 전자파 신호를 방사하는 송신 안테나, 상기 방사된 전자파 신호가 목표물에 도달함으로써 상기 목표물에 의해 반사되는 반사 신호를 수신하는 수신 안테나를 포함하는 레이더 시스템의 영상 처리 장치에 있어서, 상기 영상 처리 장치는,
    상기 반사 신호를 근거로 상기 목표물에 대응하는 원본 이미지를 발생하고, 상기 원본 이미지를 근거로 HS(Hyperbolic Summation) 이미지를 발생하고, 상기 원본 이미지 및 상기 HS 이미지를 근거로 블러(blur) 이미지를 검출하고, 상기 원본 이미지 및 상기 HS 이미지로부터 상기 검출한 블러 이미지를 삭제하고, 상기 원본 이미지 및 상기 HS 이미지로부터 상기 삭제된 블러 이미지를 제외한 이미지를 선택하는 신호 처리부와;
    상기 선택된 이미지를 표시하는 표시부를 포함하되,
    상기 신호 처리부는, 상기 원본 이미지의 부엽(sidelobe) 레벨을 기준으로 쓰레솔드 레벨(threshold level)을 결정하고, 상기 결정된 쓰레솔드 레벨을 근거로 상기 원본 이미지에서 상기 쓰레솔드 레벨보다 큰 레벨의 제1 레인지 방향 위치를 선택하고, 상기 HS 이미지에서 상기 결정된 쓰레솔드 레벨보다 큰 레벨의 제2 레인지 방향 위치를 선택하며,
    상기 신호 처리부는, 상기 원본 이미지에서 선택한 제1 레인지 방향의 위치가 상기 HS 이미지에서 선택한 제2 레인지 방향의 위치보다 앞에 있는지 아니면 뒤에 있는지를 결정하여,
    상기 HS 이미지에서 선택한 제2 레인지 방향의 위치에 해당하는 제1이미지 데이터가 상기 원본 이미지에서 선택한 제1 레인지 방향의 위치보다 더 앞에 있으면 상기 제1 이미지를 상기 목표물에 의한 이미지가 아닌 상기 블러 이미지로 결정하고, 상기 블러 이미지를 제거하고, 상기 블러 이미지를 제외한 상기 이미지를 선택하는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템의 영상 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 신호 처리부는,
    상기 발생한 원본이미지와 HS 이미지를 각각 정규화하는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템의 영상 처리 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, 상기 신호 처리부는,
    상기 HS 이미지에서 선택한 제2 레인지 방향의 위치에 해당하는 제1 이미지가 상기 원본 이미지에서 선택한 제1 레인지 방향의 위치보다 더 뒤에 있으면 상기 제1 이미지를 상기 목표물에 의한 이미지로 결정하고, 상기 결정된 이미지를 선택하는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템의 영상 처리 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 신호 처리부는,
    상기 선택된 이미지에 대해 평탄화(smoothing)를 수행하고, 상기 평탄화된 이미지를 보정하는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템의 영상 처리 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 신호 처리부는,
    상기 보정된 이미지를 상기 표시부에 표시하는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템의 영상 처리 장치.
  9. 전자파 신호를 발생하는 신호 발생부, 상기 전자파 신호를 증폭하는 증폭부, 상기 증폭된 전자파 신호를 방사하는 송신 안테나, 상기 방사된 전자파 신호가 목표물에 도달함으로써 상기 목표물에 의해 반사되는 반사 신호를 수신하는 수신 안테나를 포함하는 레이더 시스템의 영상 처리 방법에 있어서, 상기 영상 처리 방법은,
    상기 반사 신호를 근거로 상기 목표물에 대응하는 원본 이미지를 발생하는 단계와;
    상기 원본 이미지를 근거로 HS(Hyperbolic Summation) 이미지를 발생하는 단계와;
    상기 원본 이미지 및 상기 HS 이미지를 근거로 블러(blur) 이미지를 검출하는 단계와;
    상기 원본 이미지 및 상기 HS 이미지로부터 상기 검출한 블러 이미지를 삭제하는 단계와;
    상기 원본 이미지 및 상기 HS 이미지로부터 상기 삭제된 블러 이미지를 제외한 이미지를 선택하는 단계와;
    상기 선택된 이미지를 표시부에 표시하는 단계를 포함하되,
    상기 블러 이미지를 검출하는 단계는,
    상기 원본 이미지의 부엽(sidelobe) 레벨을 기준으로 쓰레솔드 레벨(threshold level)을 결정하고, 상기 결정된 쓰레솔드 레벨을 근거로 상기 원본 이미지에서 상기 쓰레솔드 레벨보다 큰 레벨의 제1 레인지 방향 위치를 선택하고, 상기 HS 이미지에서 상기 결정된 쓰레솔드 레벨보다 큰 레벨의 제2 레인지 방향 위치를 선택하며,
    상기 원본 이미지에서 선택한 제1 레인지 방향의 위치가 상기 HS 이미지에서 선택한 제2 레인지 방향의 위치보다 앞에 있는지 아니면 뒤에 있는지를 결정하여,
    상기 HS 이미지에서 선택한 제2 레인지 방향의 위치에 해당하는 제1이미지 데이터가 상기 원본 이미지에서 선택한 제1 레인지 방향의 위치보다 더 앞에 있으면 상기 제1 이미지를 상기 목표물에 의한 이미지가 아닌 상기 블러 이미지로 결정하는 것을 특징으로 하는 레이더 시스템의 영상 처리 방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190125868A (ko) * 2018-04-30 2019-11-07 주식회사 산엔지니어링 근접 물체 분리도 향상을 위한 부엽레벨 제어 방법 및 이를 위한 안테나 장치

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2961336B2 (ja) * 1991-09-13 1999-10-12 日本電信電話株式会社 不可視物体探査方法
JP2005283590A (ja) * 2005-04-05 2005-10-13 Kinden Corp 埋設物探査処理方法及び装置、埋設物探査処理プログラム、並びにそれらのプログラムを記録した記録媒体
JP2007033145A (ja) * 2005-07-25 2007-02-08 Nagasaki Univ 構造物中の電磁波の伝播速度推定方法、構造物内の物体探査方法、構造物中の電磁波伝播速度推定装置、構造物内の物体探査装置、コンピュータ・プログラム及び記録媒体

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2961336B2 (ja) * 1991-09-13 1999-10-12 日本電信電話株式会社 不可視物体探査方法
JP2005283590A (ja) * 2005-04-05 2005-10-13 Kinden Corp 埋設物探査処理方法及び装置、埋設物探査処理プログラム、並びにそれらのプログラムを記録した記録媒体
JP2007033145A (ja) * 2005-07-25 2007-02-08 Nagasaki Univ 構造物中の電磁波の伝播速度推定方法、構造物内の物体探査方法、構造物中の電磁波伝播速度推定装置、構造物内の物体探査装置、コンピュータ・プログラム及び記録媒体

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Alireza Akbari 외 2명. An Improved Hyperbolic Summation Imaging Algorithm for Detection of the Subsurface Targets. Geophys Remote Sens 2014, 3:4, pp.1-7.. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190125868A (ko) * 2018-04-30 2019-11-07 주식회사 산엔지니어링 근접 물체 분리도 향상을 위한 부엽레벨 제어 방법 및 이를 위한 안테나 장치
KR102112569B1 (ko) * 2018-04-30 2020-05-19 주식회사 산엔지니어링 근접 물체 분리도 향상을 위한 부엽레벨 제어 방법 및 이를 위한 안테나 장치

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