KR101753680B1

KR101753680B1 - 표적 탐지 장치

Info

Publication number: KR101753680B1
Application number: KR1020160019348A
Authority: KR
Inventors: 문관영; 유현정; 홍언표; 김광희
Original assignee: 국방과학연구소
Priority date: 2016-02-18
Filing date: 2016-02-18
Publication date: 2017-07-04

Abstract

본 발명은 적외선 영상에 포함된 표적을 탐지하는 표적 탐지 장치에 관한 것으로, 적외선 영상을 생성하는 적외선 영상 생성부, 제1 알고리즘을 이용하여 상기 적외선 영상에 포함된 표적을 탐지하고, 탐지된 표적에 대응하는 제1 표적신호를 생성하는 제1 추적부, 상기 제1 알고리즘과 다른 제2 알고리즘을 이용하여 상기 적외선 영상에 포함된 표적을 탐지하고, 탐지된 표적에 대응하는 제2 표적신호를 생성하는 제2 추적부 및 상기 제1 및 제2 표적신호가 기설정된 기준을 만족하는 경우, 상기 제1 및 제2 표적신호를 비교하고, 비교 결과에 따라 상기 제1 및 제2 표적 신호 중 적어도 하나를 이용하여 표적을 탐지하는 제어부를 포함한다.

Description

표적 탐지 장치{TARGET DETECTION DEVICE}

본 발명은 적외선 영상에 포함된 표적을 탐지하는 표적 탐지 장치에 관한 것이다.

원거리에서 접근하는 적의 항공기, 헬기 등 위협체를 조기에 탐지하여 위치와 방향을 알려주는 경보 시스템(warning system)은 군사용 무기에서 필수적인 장치이다. 이러한 경보 시스템에서 사용하는 센서는 레이더(radar), 자외선(UV), 레이저(laser), 그리고 적외선(infrared) 센서 등이 있다. 이들 중에서 적외선 센서는 수동형(passice) 센서로서 자신의 위치를 노출하지 않고 표적을 탐지할 수 있는 장점이 있어, 경보 시스템에 널리 이용되고 있다.

절대온도 0도(-273℃) 이상의 모든 물체는 물체 내부의 원자 및 분자의 진동과 회전에 의해 자체적인 복사에너지를 방사하며, 지구상에 존재하는 거의 대부분의 물체는 복사하는 전자파의 최대에너지 파장이 적외선 영역에 존재하고 있다. 이러한 표적과 배경이 방출하는 고유한 복사 에너지 차이(또는, 온도 차이)를 검출하여 전기적 신호처리를 거친 뒤 영상화하는 장비를 열상장비(또는, 적외선 센서)라 부른다.

열상장비는 표적 자체가 발하는 고유 에너지를 검출하는 장비이므로 외부의 빛이 전혀 존재하지 않는 야간이라 할지라도 관측이 가능하고, 숲 사이에 색대비로 위장된 적에 대해서도 온도차에 의한 적외선 방출에 의하여 탐지할 수 있으며, 시계가 불량한 대기조건(안개나 연막차장)에서도 적외선의 양호한 대기 투과특성 때문에 다른 광학장비에 비하여 표적탐지능력이 뛰어나다. 이와 같은 특성으로 인해 야간 관측 및 사격통제용 장비로 각광을 받고 있다.

이러한 열상장비로부터 얻어지는 적외선 영상(Infrared Image)은 표적과 주변의 온도차에 의해 발생한 복사 에너지를 가시 영역으로 영상화한 것으로서, 의료용, 산업용 및 군사용으로 널리 이용되고 있다. 특히 전방 관측 영상 장치(FLIR; forward looking infrared system)는 야간에도 자신의 위치를 노출시키지 않고 대상 물체를 관측(searching), 탐지(detection) 및 인식(recognition) 할 수 있는 장점이 있어 군사용 경보 시스템에서 널리 이용되고 있으며, 이들에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다.

그러나, 적외선 센서로부터 얻어지는 신호는 신호대 잡음비(S/N; signal to noise)가 낮고 적은 생동폭(dynamic range)을 가지므로 시각적으로 화질이 떨어져 물체의 탐지 및 인식이 어렵다. 이러한 낮은 생동폭을 가지는 적외선 영상의 시각적인 화질을 개선하고, 탐지 및 인식 능력을 향상시키기 위하여 영상을 향상(enhancement) 시켜야 한다.

한편, 지상 표적의 경우, 주변 사물과 비교하여 표적만의 특징점을 찾기 어렵고, 적외선의 특성상 온도 분포에 따라 표적이 사라지거나 시간에 따라 표적의 특징점이 변하는 일이 빈번히 발생한다. 기상 조건, 표적과의 거리, 표적의 재질 등 여러 가지 변수들에 의해 표적과 주변 사물과의 온도차이가 작을 경우, 한가지 알고리즘만으로 영상을 향상시키기 어려운 문제가 있다.

적외선 영상을 이용한 표적 탐지 장치의 경우 적의 기만은 물론, 온도, 습도와 같은 외부 환경에 취약하다. 이는 적외선 영상을 이용해 표적을 추적하는 경우 갖고 있는 근본적인 문제일 수도 있으나, 획득된 영상에서 표적을 추출하는 영상 기법 자체의 문제로 표적 추적에 실패하는 경우도 종종 발생한다. 일반적인 영상 환경에서는 표적 추적에 무리가 없으나, 특정한 영상 환경에서 표적을 놓치게 되는 경우인데, 이러한 문제점을 극복하기 위해 다양한 환경에 대한 수치 시뮬레이션 및 실 영상획득을 통해 구현된 영상 추적 기법의 강건성을 확인하는 과정을 거치고 있다.

하지만, 표적과 주위 환경 사이에 열 반전이 일어나 영상 특성이 완전히 뒤바뀌는 상황이라던가, 표적의 속도가 너무 빨라 정확한 추적이 불가능한 상황 등 다양한 상황이 발생할 수 있다. 이러한 문제는 단일 추적 알고리즘을 사용하는 경우 다양한 교전 영상 환경을 영상 추적 알고리듬이 모두 수용할 수 없는 경우이다.

한편, 적외선 영상을 이용한 표적 탐지 장치의 경우 추적 신호의 신뢰도를 판단할 수 있는 절대적인 평가 기준이 부족하다. 초고주파를 이용한 표적 탐지 장치의 경우 표적을 유실하는 경우 신호대 잡음비(SNR:Signal to Noise Ratio)가 심하게 흔들리거나 감쇄되어 산출된 탐색기 신호의 신뢰도를 평가할 수 있는 잣대가 있는 반면, 적외선 영상을 이용한 표적 탐지 장치의 경우 표적 추적의 신뢰도를 자체적으로 판단할 수 있는 신호가 있기는 하지만, 절대적인 기준은 되지 못한다. 이는 영상 탐색기에서 산출하는 신뢰도 판단 신호가 영상 신호의 상대적인 결과만을 이용하기 때문이다. 또한, 단일 추적기를 사용하는 경우 이러한 신뢰도 신호가 높은 경우라도 표적 오포착의 가능성이 상존하기 때문에 단일 추적기를 이용하여 표적 정보 추출 시 오포착에 대한 대처가 어려운 것이 사실이다.

본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.

또 다른 목적은, 적외선 영상을 이용한 표적 탐지의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 표적 탐지 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.

상기와 같은 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 표적 탐지 장치는, 적외선 영상을 생성하는 적외선 영상 생성부, 제1 알고리즘을 이용하여 상기 적외선 영상에 포함된 표적을 탐지하고, 탐지된 표적에 대응하는 제1 표적신호를 생성하는 제1 추적부, 상기 제1 알고리즘과 다른 제2 알고리즘을 이용하여 상기 적외선 영상에 포함된 표적을 탐지하고, 탐지된 표적에 대응하는 제2 표적신호를 생성하는 제2 추적부 및 상기 제1 및 제2 표적신호가 기설정된 기준을 만족하는 경우, 상기 제1 및 제2 표적신호를 비교하고, 비교 결과에 따라 상기 제1 및 제2 표적 신호 중 적어도 하나를 이용하여 표적을 탐지하는 제어부를 포함한다.

일 실시 예에 따르면, 상기 제1 추적부는 상기 제1 표적신호의 유효성을 판단하고, 제1 유효성 정보를 상기 제1 표적신호와 함께 상기 제어부로 출력하고, 상기 제2 추적부는 상기 제2표적신호의 유효성을 판단하고, 제2 유효성 정보를 상기 제2 표적신호와 함께 상기 제어부로 출력할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 제어부는, 상기 제1 및 제2 유효성 정보에 근거하여 상기 제1 및 제2 표적신호가 상기 기설정된 기준을 만족하는지 여부를 판단할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 제어부는, 상기 제1 및 제2 표적신호 중 어느 하나는 상기 기설정된 기준을 만족하고, 다른 하나는 상기 기설정된 기준을 만족하지 않는 경우, 상기 제1 및 제2 표적신호를 비교하지 않고, 상기 어느 하나만을 이용하여 표적을 탐지할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 제어부는, 상기 제1 및 제2 표적신호가 모두 상기 기설정된 기준을 만족하지 않는 경우, 상기 적외선 영상을 이용한 표적 탐지를 중지할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 표적 탐지 장치는, 상기 적외선 영상에 포함된 표적을 탐지하도록 이루어지는 복수의 알고리즘들을 저장하는 메모리 및 상기 복수의 알고리즘들과 관련된 정보를 리스트 형식으로 출력하도록 이루어지는 디스플레이부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 복수의 알고리즘들이 상기 디스플레이부에 출력되는 중에 사용자 입력이 입력되는 경우, 상기 사용자 입력에 근거하여 상기 제1 추적부가 이용하는 상기 제1 알고리즘을 상기 복수의 알고리즘들 중 어느 하나로 변경하고, 상기 제2 추적부가 이용하는 상기 제2 알고리즘을 상기 복수의 알고리즘들 중 다른 하나로 변경할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 제1 추적부는 상기 변경된 어느 하나의 알고리즘을 이용하여 상기 제1 표적신호를 생성하고, 상기 제2 추적부는 상기 변경된 다른 하나의 알고리즘을 이용하여 상기 제2표적신호를 생성할 수 있다.

본 발명에 따른 영상 개선 방법의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 표적 탐지 장치의 운용자는 사용환경에 따라 알고리즘을 취사선택함으로써, 사용환경에 적합한 최적의 표적 탐지를 수행할 수 있다. 또한, 다양한 환경 변수에 대하여 서로 다른 알고리즘을 적용하여 표적 탐지 장치의 출력 신호에 신뢰성을 확보할 수 있다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 표적 탐지 장치를 나타내는 블록도
도 2는 본 발명에 따른 표적 탐지 장치가 신호 유효성을 판단하는 흐름을 타내는 흐름도
도 3은 사용자 입력에 근거하여 표적 탐지 장치의 알고리즘을 변경하는 방법을 설명하기 위한 개념도

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 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.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명은 적외선 영상을 이용한 지상 표적 인식의 증대를 위하여, 상기 적외선 영상을 개선하는 영상 개선 방법을 제공한다. 즉, 상기 적외선 영상의 개선을 위한 최적의 알고리즘 조합 및 알고리즘 운용방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 지상 표적 인식에 적합한 영상 개선을 이루기 위해서는 복수의 알고리즘들이 적용되어야 하며, 상기 알고리즘들의 적용 순서 및 운용 방법이 매우 중요하다. 동일한 알고리즘들을 사용하더라도 알고리즘의 수행 순서에 따라 영상 개선 효과가 매우 다르게 나타나기 때문이다.

먼저, 적외선 영상에서 표적은 탐지하기 위하여 사용하는 알고리즘들에 대하여 살펴본다.

상기 알고리즘들에는 대조 이미지의 왜곡 현상을 보완하기 위해 히스토그램 평활화(Histogram Equalization)와 플래토 평활화(Plateau Equalization)가 포함된다. 히스토그램 평활화(Histogram Equalization)를 이용하여 명암대비를 증가시킬 경우 과도한 이미지의 밝기 변화에 따른 과포화 현상이 발생하며 실시간 시스템에서는 물체 추적에 왜곡 현상이 발생한다. 특히, 적외선 영상(infrared image)과 같이 명암비가 한쪽으로 치우쳐 있는 영상들을 명암비를 개선하기 위해서는 플래토 평활화(Plateau Equalization)와 같은 영상 개선 방법이 필수적이다. 플래토 평활화에서는 임계값을 사용하는 방법이 제시되고 있지만 실험에 의한 최적 임계값을 찾아내는 방식이며, 이 방법은 입력되는 새로운 영상마다 임계값을 실험에 의해 매번 반복해서 도출해야 문제점이 있다.

적외선 영상은 주로 야간 물체 및 열 추적을 목적으로 사용되고 있다. 적외선 영상의 특성상 히스토그램 명암비가 한쪽으로 치우쳐 있기 때문에 효과적인 활용을 위해서는 영상의 개선 작업이 필수적이다. 영상의 명암비 개선하는 문제는 디지털 영상처리에서 중요한 이슈 중 하나로 많은 연구가 이루어져 왔다. 히스토그램 평활화는 가장 일반적인 방법으로 영상의 회색도(gray level)을 균등하게 분포시켜 영상이 넓은 동적 영역을 가지게 하여 전체적으로 명암비를 향상시키는 역할을 한다. 간단하고 다양한 응용 분야를 가진 히스토그램 평활화는 밝기가 과포화 되거나 개조 현상을 발생시키는 단점이 있다.

이러한 단점을 개선하기 위한 방법으로 히스토그램 영상의 동적 영역을 재분할하여 분할된 구간별 면적비를 구하는 방법이 있다. 이 방법은 면적비에 따른 밝기 분포를 재분배함으로서 과도한 밝기의 변화를 억제한다. 하지만, 분할된 동적 영역의 면적비가 한쪽에 편중되어 있을 때에는 재분배되는 구간의 간격이 너무 짧아져서 원본 영상의 동적영역이 과 압축되는 현상이 발생한다. 이 경우 영상의 과도한 명암비 향상으로 인해 영상의 개조도가 떨어지게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 플래토 광활화 기법을 사용한다. 이 방법은 임계값을 사용하여 위의 현상을 방지지하고자 하였으나, 매 프레임마다 재계산을 해야하는 실시간 영상에 적용할 경우 동일한 임계값에 따라 영상이 생성딤으로 명암대비 개선 효과가 떨어지며 영상의 부자연스러움이 부각되는 문제가 발생한다.

플래토 평활화는 영상의 과도한 명암비 향상으로 인한 개조도 감소 문제를 해결하기 위해 사용되는 방법이다. 플래토 평활화는 히스토그램 평활화를 적용할 경우 매우 큰 밝기 값을 갖는 픽셀 주의의 노이즈 성분도 증폭되므로 임계치보다 큰 히스토그램 값을 갖는 픽셀 주의의 노이즈 성분도 증폭되므로 임계값보다 큰 히스토그램 값을 무효 데이터로 처리한다. 플래토 평활화는 강력한 대조비 개선을 위한 알고리즘이다. 출력 밝기(또는, 강도)는 입력 밝기에 비해 가장 어두운 밝기에서부터 화소들의 누적의 합에 비례한다.

다만, 상술한 알고리즘들은 적외선 영상에 포함된 표적을 탐지하기 위한 예시일 뿐이며, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 생각할 수 있는 모든 알고리즘이 본 발명에 적용될 수 있음이 자명하다.

도 1은 본 발명에 따른 표적 탐지 장치를 나타내는 블록도이고, 도 2는 본 발명에 따른 표적 탐지 장치가 신호 유효성을 판단하는 흐름을 타내는 흐름도이다.

본 발명에서는 이종(異種) 추적기를 적용하여 적외선 영상 탐색기에서 산출되는 신호의 신뢰도를 높이는 방식을 제안한다.

본 발명에 따른 표적 탐지 장치(100)는 적외선 영상 탐색기(100), 제어부(300), 디스플레이부(400), 사용자 입력부(500), 메모리(600) 및 무선 통신부(700)를 포함한다. 도 1에 도시된 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 갖는 표적 탐지 장치가 구현될 수도 있다.

이하, 상기 구성요소들에 대해 차례로 살펴본다.

적외선 영상 탐색기(100)는 적외선 영상을 생성하고, 상기 적외선 영상에 포함된 표적에 대한 추적신호를 생성한다. 상기 적외선 영상 탐색기(100)는 적외선 영상 생성부(110), 제1 추적부(120) 그리고 제2 추적부(130)를 포함한다.

상기 적외선 영상 생성부(110)는 적외선 영상을 생성한다. 상기 적외선 영상 생성부(110)에서 처리된 화상 프레임은 메모리(600)에 저장될 수 있다.

상기 제1 추적부(120)는 제1 알고리즘을 이용하여 상기 적외선 영상에 포함된 표적을 탐지하고, 탐지된 표적에 대응하는 제1 표적신호(T1)를 생성한다. 상기 제1 알고리즘은 상기 메모리(600)에 저장된 복수의 알고리즘들 중 어느 하나이거나 적어도 하나일 수 있다.

상기 제2 추적부(130)는 상기 제1 알고리즘과 다른 제2 알고리즘을 이용하여 상기 적외선 영상에 포함된 표적을 탐지하고, 탐지된 표적에 대응하는 제2 표적신호(T2)를 생성한다. 상기 제2 알고리즘은 상기 메모리(600)에 저장된 복수의 알고리즘들 중 어느 하나이거나 적어도 하나이며, 상기 제1 알고리즘과는 다른 것을 특징으로 한다.

상기 적외선 영상 탐색기(100)는 서로 다른 알고리즘을 이용하는 이종의 추적기로써 상기 제1 및 제2 추적부(120,130)를 이용하여 제1 및 제2 표적신호(T1, T2)를 생성한다.

상기 제1 및 제2 추적부(120, 130)는 상호 독립적으로 표적신호를 출력하는데, 자신의 표적신호에 대한 유효성(confidential level)을 판단하고, 판단된 유효성을 표적신호와 함께 상기 제어부(300)로 전송한다. 보다 구체적으로, 상기 제1 추적부는 상기 제1 표적신호의 유효성을 판단하고, 제1 유효성 정보를 상기 제1 표적신호와 함께 상기 제어부로 출력하고, 상기 제2 추적부는 상기 제2표적신호의 유효성을 판단하고, 제2 유효성 정보를 상기 제2 표적신호와 함께 상기 제어부로 출력한다.

여기서 유효성 정보는 상기 표적신호가 유효하면 참(true)이고 유효하지 않으면 거짓(false)에 대응하는 정보일 수 있다.

제어부(controller, 300)는 통상적으로 표적 탐지 장치의 전반적인 동작을 제어한다. 적외선 영상 탐색기에서 출력된 복수의 신호들을 이용하여 표적을 탐지한다.

상기 제어부(300)는, 상기 제1 및 제2 표적신호가 기설정된 기준을 만족하는 경우, 상기 제1 및 제2 표적신호를 비교하고, 비교 결과에 따라 상기 제1 및 제2 표적 신호 중 적어도 하나를 이용하여 표적을 탐지한다.

이종의 추적기를 적용함에도 불구하고 동일 지점에서 표적에 대응하는 서로 다른 추적신호가 수신된다면, 이는 실제 표적일 가능성이 높을 것임을 의미한다. 하지만, 이와는 반대로 동일 영상에 대해 유의미한 범위에서 서로 다른 값으로 표적을 추정하는 경우, 이는 적외선 영상 탐색기(100)에서 표적을 오포착한 가능성이 있음을 의미한다. 각각의 추적기가 어떤 결과를 산출하던 서로 독립적인 방법으로 추적신호를 생성해야 하며, 이 단계에서 표적의 오포착 여부를 판단하는 것은 위험한 것으로 판단된다. 다만, 추적신호의 유효성(또는, 건강성)에 대해서는 제1 및 제2 추적부(120,130)가 각각 판단할 수 있다. 상기 제1 및 제2 추적부(120,130)는 제1 및 제2 유효성 정보를 각각 생성하여 의사 결정이 수행되는 제어부(300)로 전달한다.

제어부(300)는 제1 및 제2 표적신호(T1, T2), 그리고 제1 및 제2 유효성 정보에 근거하여 상기 제1 및 제2 표적신호가 기설정된 기준을 만족하는지 여부를 판단한다.

상기 기설정된 기준을 만족하는지 여부는 상기 제1 및 제2 유효성 정보에 의하여 판단될 수 있다. 다시 말해, 상기 제어부(300)는, 상기 제1 및 제2 유효성 정보에 근거하여 상기 제1 및 제2 표적신호가 상기 기설정된 기준을 만족하는지 여부를 판단한다. 적외선 영상 탐색기에서 출력된 제1 및 제2 표적신호의 건강성을 확인하는 것이며, 신호가 안정적이지 않다고 판단되는 경우 해당 표적신호를 사용하지 않는다.

상기 제어부(300)는, 상기 제1 및 제2 표적신호 중 어느 하나는 상기 기설정된 기준을 만족하고, 다른 하나는 상기 기설정된 기준을 만족하지 않는 경우, 상기 제1 및 제2 표적신호를 비교하지 않고, 상기 어느 하나만을 이용하여 표적을 탐지한다.

나아가, 상기 제어부(300)는, 상기 제1 및 제2 표적신호가 모두 상기 기설정된 기준을 만족하지 않는 경우, 상기 적외선 영상을 이용한 표적 탐지를 중지한다.

상기 제1 및 제2 표적신호(T1, T2)가 상기 기설정된 조건을 만족하는 경우라도 상기 제1 및 제2 표적신호(T1, T2)의 비교결과 표적에 대한 차이가 현격하게 발생하는 경우라면 비정상인 것으로 판단한다.

이 경우에는, 상기 제1 및 제2 표적신호(T1, T2) 중에서 적외선 영상 탐색기(100) 이외의 탐색기에서 발생한 신호를 이용하여 표적 정보를 추출한 신호와 차이가 크지 않은 어느 하나의 표적신호를 유효한 것으로 판단한다. 보다 구체적으로, 상기 제1 및 제2 표적신호에 의하여 산출된 표적 탐지 지점이 다른 종류의 탐식기에서 산출된 표적 탐지 지점과 임계치 이하의 범위 내에서 일치하는 경우, 해당 지점을 적외선 영상 탐색기(100)에 의한 표적 탐지 지점으로 결정할 수 있다.

여기서, 적외선 영상 탐색기(100) 이외의 탐색기는 주파수 변조 레이더(200)일 수 있다. 주파수 변조 레이더(200)는 주파수 변조된(frequency modulation, FM) 고주파 신호를 이용하여 표적을 탐지하는 탐색기를 의미한다.

이와 같이 적외선 영상 탐색기에서 산출되는 다중 신호와 초고주파 탐색기와 같이 다른 탐색게에서 생성되는 신호를 통해 표적신호의 타당성을 판단하고, 상기 제1 및 제2 표적신호(T1, T2) 중에서 최종적으로 사용할 적어도 하나의 신호를 결정한다.

도 2를 참조하면, 주파수 변조 레이더(200)에서 생성된 고주파 신호(RF), 그리고 제1 및 제2 추적부(120,130)에서 생성된 제1 및 제2 표적신호(T1,T2) 중 적어도 하나가 선택될 수 있다.

예를 들어, 고주파 신호(RF)가 입력되고, 제1 및 제2 표적신호(T1, T2)가 모두 유효하다면, 표적 탐지 장치는 모든 신호를 이용하여 표적을 탐지한다. 다른 예를 들어, 고주파 신호(RF)가 입력되지 않고, 제1 및 제2 표적신호(T1, T2)가 모두 유효하지 않다면, 표적 탐지 장치는 표적 탐지를 중지한다.

한편, 디스플레이부(400)는 표적 탐지 장치 또는 제어부(300)에서 처리되는 정보를 표시(출력)한다. 예를 들어, 표적 탐지를 위하여 적용된 서로 다른 알고리즘들을 안내하는 안내정보 및/또는 적외선 영상 탐색기(100)를 통해 획득된 적외선 영상이 상기 디스플레이부(400)에서 출력될 수 있다.

사용자 입력부(500)는 사용자가 표적 탐지 장치의 동작 제어를 위한 입력 데이터를 발생시킨다. 사용자 입력부(500)는 키 패드(key pad) 돔 스위치 (dome switch), 터치 패드(정압/정전), 조그 휠, 조그 스위치, 마우스, 키패드 등으로 구성될 수 있다.

메모리(600)는 제어부(300)의 동작을 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 입/출력되는 데이터들(예를 들어, 적외선 영상 등)을 임시 저장할 수도 있다. 그리고, 표적 탐지 장치에서 이용될 수 있는 복수의 알고리즘들을 저장한다. 상기 복수의 알고리즘들은 표적 탐지 장치의 제조자에 의하여 기저장되거나, 표적 탐지 장치의 운용자에 의하여 추가적으로 저장될 수 있다.

무선 통신부(700)는 표적 탐지 장치와 무선 통신 시스템 사이 또는 표적 탐지 장치와 표적 탐지 장치가 위치한 네트워크 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 상기 제어부(300)는 무선 통신부(700)를 이용하여 상기 사용자 입력부(500)에 입력되는 사용자 입력을 수신할 수 있다.

전원 공급부(미도시)는 제어부(300)의 제어에 의해 외부의 전원, 내부의 전원을 인가받아 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급한다.

여기에 설명되는 다양한 실시예는 예를 들어, 소프트웨어, 하드웨어 또는 이들의 조합된 것을 이용하여 컴퓨터 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록매체 내에서 구현될 수 있다.

하드웨어적인 구현에 의하면, 여기에 설명되는 실시예는 ASICs (application specific integrated circuits), DSPs (digital signal processors), DSPDs (digital signal processing devices), PLDs (programmable logic devices), FPGAs (field programmable gate arrays, 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적인 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다. 일부의 경우에 그러한 실시예들이 제어부(180)에 의해 구현될 수 있다.

소프트웨어적인 구현에 의하면, 절차나 기능과 같은 실시예들은 적어도 하나의 기능 또는 작동을 수행하게 하는 별개의 소프트웨어 모듈과 함께 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 적절한 프로그램 언어로 쓰여진 소프트웨어 어플리케이션에 의해 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리(600)에 저장되고, 제어부(300)에 의해 실행될 수 있다.

도 3은 사용자 입력에 근거하여 표적 탐지 장치의 알고리즘을 변경하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다.

도 3을 참조하면, 상기 표적 탐지 장치는 상기 적외선 영상에 포함된 표적을 탐지하도록 이루어지는 복수의 알고리즘들을 저장하는 메모리(600), 그리고 상기 복수의 알고리즘들과 관련된 정보를 리스트 형식으로 출력하도록 이루어지는 디스플레이부(400)를 포함할 수 있다.

상기 제어부(300)는 상기 복수의 알고리즘들이 상기 디스플레이부(400)에 출력되는 중에 사용자 입력이 입력되는 경우, 상기 사용자 입력에 근거하여 상기 제1 추적부(120)가 이용하는 상기 제1 알고리즘을 상기 복수의 알고리즘들 중 어느 하나로 변경하고, 상기 제2 추적부(130)가 이용하는 상기 제2 알고리즘을 상기 복수의 알고리즘들 중 다른 하나로 변경할 수 있다.

일 예로, 도 3에 도시된 바와 같이, 사용자 입력에 근거하여 제1 추적부(120)가 이용하는 제1 알고리즘을 제3 알고리즘으로 변경할 수 있다.

상기 제1 추적부(120)는 상기 변경된 어느 하나의 알고리즘을 이용하여 상기 제1 표적신호를 생성하고, 상기 제2 추적부(130)는 상기 변경된 다른 하나의 알고리즘을 이용하여 상기 제2표적신호를 생성하게 된다.

사용환경에 따라 최적의 알고리즘은 가변될 수 있다. 표적 탐지 장치의 운용자는 운용환경에 따라 사용할 알고리즘을 변경함으로써 표적 탐지의 정확성을 증대시킬 nt 있다.

적외선 영상 탐색기 이외에 표적 정보를 추출 할 수 있는 수단이 존재 하지 않는 경우라도 본 발명에서 제안한 2중 이종 추적기를 적용하면, 적외선 영상 탐색기의 오포착 가능성 및 신호의 건강성을 확인하는 기준 논리로 사용할 수 있다. 또한 2종의 추적기를 사용함에 따라 특수 외부 환경을 사전에 파악할 수 있는 경우 보다 적합한 추적 신호를 선택하도록 하는 방식을 선택할 수도 있으며, 정밀한 신호 추적보다는 빠른 신호 처리가 목적인 경우 이에 부합하는 추적 알고리듬을 탑재하여 사용자가 원하는 추적 신호를 사용자 스스로 선택적으로 판단할 수 있도록 자유도를 높이는 부가적인 기능도 구현할 수 있다.

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 영상 표시 장치를 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.

100: 적외선 영상 탐색기, 200: 주파수 변조 레이더,
300: 제어부, 400: 디스플레이부,
500: 사용자 입력부, 600: 메모리,
700: 무선 통신부

Claims

적외선 영상을 생성하는 적외선 영상 생성부;
제1 알고리즘을 이용하여 상기 적외선 영상에 포함된 표적을 탐지하고, 탐지된 표적에 대응하는 제1 표적신호를 생성하는 제1 추적부;
상기 제1 알고리즘과 다른 제2 알고리즘을 이용하여 상기 적외선 영상에 포함된 표적을 탐지하고, 탐지된 표적에 대응하는 제2 표적신호를 생성하는 제2 추적부; 및
상기 제1 및 제2 표적신호가 기설정된 기준을 만족하는 경우, 상기 제1 및 제2 표적신호를 비교하고, 비교 결과에 따라 상기 제1 및 제2 표적 신호 중 적어도 하나를 이용하여 표적을 탐지하는 제어부를 포함하는 표적 탐지 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 추적부는 상기 제1 표적신호의 유효성을 판단하고, 제1 유효성 정보를 상기 제1 표적신호와 함께 상기 제어부로 출력하고,
상기 제2 추적부는 상기 제2표적신호의 유효성을 판단하고, 제2 유효성 정보를 상기 제2 표적신호와 함께 상기 제어부로 출력하는 것을 특징으로 하는 표적 탐지 장치.
제2항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 제1 및 제2 유효성 정보에 근거하여 상기 제1 및 제2 표적신호가 상기 기설정된 기준을 만족하는지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 표적 탐지 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 제1 및 제2 표적신호 중 어느 하나는 상기 기설정된 기준을 만족하고, 다른 하나는 상기 기설정된 기준을 만족하지 않는 경우, 상기 제1 및 제2 표적신호를 비교하지 않고, 상기 어느 하나만을 이용하여 표적을 탐지하는 것을 특징으로 하는 표적 탐지 장치.
제4항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 제1 및 제2 표적신호가 모두 상기 기설정된 기준을 만족하지 않는 경우, 상기 적외선 영상을 이용한 표적 탐지를 중지하는 것을 특징으로 하는 표적 탐지 장치.
제1항에 있어서,
상기 적외선 영상에 포함된 표적을 탐지하도록 이루어지는 복수의 알고리즘들을 저장하는 메모리; 및
상기 복수의 알고리즘들과 관련된 정보를 리스트 형식으로 출력하도록 이루어지는 디스플레이부를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 복수의 알고리즘들이 상기 디스플레이부에 출력되는 중에 사용자 입력이 입력되는 경우, 상기 사용자 입력에 근거하여 상기 제1 추적부가 이용하는 상기 제1 알고리즘을 상기 복수의 알고리즘들 중 어느 하나로 변경하고, 상기 제2 추적부가 이용하는 상기 제2 알고리즘을 상기 복수의 알고리즘들 중 다른 하나로 변경하는 것을 특징으로 하는 표적 탐지 장치.
제6항에 있어서,
상기 제1 추적부는 상기 변경된 어느 하나의 알고리즘을 이용하여 상기 제1 표적신호를 생성하고, 상기 제2 추적부는 상기 변경된 다른 하나의 알고리즘을 이용하여 상기 제2표적신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 표적 탐지 장치.