KR101918007B1 - 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상의 융합방법 및 장치 - Google Patents
다중 편광레이더 영상과 전정색 영상의 융합방법 및 장치 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 특정지역에 대한 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상을 각각 획득하는 영상 획득부, 상기 획득된 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상의 노이즈를 각각 제거하여 정규화를 수행하는 입력영상 정규화부, 상기 정규화된 전정색 영상을 저주파 필터링하여 공간적 상세정보를 추출하는 공간적 상세정보 추출부, 상기 다중 편광레이더 영상의 크기를 상기 전정색 영상의 크기와 동일하게 조절하는 영상크기 조절부, 상기 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상의 융합 가중치를 결정하는 융합가중치 결정부, 상기 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상의 융합 계수를 결정하는 융합 계수 결정부, 상기 공간적 상세정보, 융합 가중치 및 융합 계수를 이용하여 융합영상을 제작하는 융합영상 제작부 및 상기 융합영상을 정규화하는 융합영상 정규화부를 포함하는 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상의 융합장치에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 지표의 정보를 관측하는 여러 분야에 전반적으로 활용이 가능하며, 특히 지표의 산란특성에 대한 구분을 용이하게 할 수 있어서 영상분류, 표적 탐지, 식생모니터링, 토양수분량 추출을 비롯한 객체 인식 등 군사분야를 비롯한 민간분야 등에 폭넓게 적용될 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따르면, 지표의 정보를 관측하는 여러 분야에 전반적으로 활용이 가능하며, 특히 지표의 산란특성에 대한 구분을 용이하게 할 수 있어서 영상분류, 표적 탐지, 식생모니터링, 토양수분량 추출을 비롯한 객체 인식 등 군사분야를 비롯한 민간분야 등에 폭넓게 적용될 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상의 융합방법 및 장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 저해상도의 다중편광레이더영상과 고해상도의 전정색 영상을 융합하여 저해상도 다중편광레이더영상에 나타나는 지표의 산란정보와 고해상도의 전정색 영상에 나타나는 지표의 공간적 분포 정보를 동시에 제공할 수 있는 다중편광레이더영상과 전정색영상의 융합 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
SAR(Synthetic Aperture Radar) 관측 기술은 인공위성 또는 비행기에 탑재된 안테나로부터 마이크로파를 전파하여 지표에 의해 반사되거나 산란되어 되돌아오는(backscattering) 전기장을 측정하여 영상화 하는 기술이다. 이 기술은 탑재체의 움직임으로 얻어지는 안테나 위치의 연속적 변화를 이용하며, 각 안테나의 위치에서 얻어진 정보를 조합하여 고해상도의 영상을 합성하는 방식이다. SAR 관측 기술은 마이크로파의 투과 특성으로 인하여 구름이 존재하는 상황에서도 영상화가 가능하며, 안테나에서 능동적으로 마이크로파를 전파할 수 있기 때문에 주간 뿐만아니라 야간에도 영상화가 가능한 장점이 있다.
SAR 관측 기술을 활용한 원격탐사는 지표에 따른 주파수 특성, 도플러 효과, 편광 특성 및 후반 산란 특성 등의 물리량 측정이 가능하다. 이는 일반적으로 활용되는 광학과 적외선 파장대역을 활용한 원격탐사와는 다른 특성을 보인다. 즉, SAR 관측 기술을 활용할 경우 지표를 더욱 효과적으로 분류할 수 있는 장점이 있다.
이러한 SAR 관측 기술 분야 중 다중편광(multi-polarization) 활용 기술은 다중편광 조합으로 관측된 지표의 표면산란(surface scattering)과 체적산란(volume scattering)으로부터 마이크로파의 물리적 정보를 관측하는 것이다. 이러한 Polarimetric SAR 시스템에서는 송신과 수신의 수평(horizon)과 수직(vertical) 편광파로부터 HH, HV, VH, VV 4 종류의 편광 조합이 가능하고, 지표의 후방산란특성이 편광에 의존하는 특성을 이용하여 산란체의 성질과 형태의 영향을 파악할 수 있다.
그러나, 다중편광 조합에 의하여 생성된 영상은 일반적으로 활용되는 광학 및 적외선 영상과 달리 편광 특성에 의한 지표의 산란정보만을 영상화하여 자료해석이 복잡하다는 단점이 있다. 예를 들어, 다중편광 영상에서 지표가 이차산란(double bounce)의 특성을 보인다면 도심지 및 교량 등의 인공구조물일 가능성이 높으나, 실제 지표가 인공구조물로 구성된 지표인지 확인하는데 한계가 있으며, 지표가 체적산란의 특성을 보인다면 수목으로 이루어진 지역일 가능성이 있으나, 실제 지표가 수목으로 구성되었는지 확인하는데 한계가 있다.
따라서, 이러한 한계점을 극복하여 지표의 산란정보와 공간적 상세정보를 동시에 효과적으로 나타낼 수 있는 영상융합기법(data fusion)에 대한 연구개발의 필요성 대두되고 있다.
본 발명의 목적은 저해상도 다중편광레이더 영상과 고해상도 전정색 영상을 융합하여 저해상 다중편광레이더 영상에 나타나는 지표의 속성정보와 고해상 전정색 영상에 나타나는 지표의 상세정보를 동시에 정확하고 효과적으로 나타낼 수 있는 다중편광레이더영상과 전정색영상의 융합 방법 및 그 장치를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상의 융합장치는 특정지역에 대한 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상을 각각 획득하는 영상 획득부, 상기 획득된 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상의 노이즈를 각각 제거하여 정규화를 수행하는 입력영상 정규화부, 상기 정규화된 전정색 영상을 저주파 필터링하여 공간적 상세정보를 추출하는 공간적 상세정보 추출부, 상기 다중 편광레이더 영상의 크기를 상기 전정색 영상의 크기와 동일하게 조절하는 영상크기 조절부, 상기 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상의 융합 가중치를 결정하는 융합가중치 결정부, 상기 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상의 융합 계수를 결정하는 융합 계수 결정부, 상기 공간적 상세정보, 융합 가중치 및 융합 계수를 이용하여 융합영상을 제작하는 융합영상 제작부 및 상기 융합영상을 정규화하는 융합영상 정규화부를 포함하는 것으로 구성된다.
상기 영상 획득부는 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상의 좌표변환을 통해 좌표체계를 동일하게 하고, 영상정합을 통해 영상의 위치를 일치시키며, 정사보정을 통해 수직방향 시야 보정을 수행할 수 있다.
상기 입력영상 정규화부는 상기 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상의 각각의 화소값의 복사해상도의 최소치와 최대치로 정규화하여 영상의 노이즈를 제거할 수 있다.
상기 공간적 상세정보 추출부는 저주파 필터링을 통해 저주파 전정색 영상을 제작하고, 원전정색 영상과 상기 저주파 전정색 영상을 차분하여 고주파 전정색 영상을 제작하는 것으로 공간적 상세정보를 추출할 수 있다.
상기 영상크기 조정부는 내삽법을 이용하여 상기 다중 편광레이더 영상의 크기를 상기 전정색 영상의 크기와 동일하게 조절할 수 있다.
상기 융합가중치 결정부는 상기 다중 편광레이더 영상에 나타나는 지표의 산란 정보와 상기 전정색 영상에 나타나는 공간적 상세정보의 융합비율을 결정하는 것으로 융합 가중치를 결정할 수 있다.
상기 융합계수 추정부는 상기 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상의 전체 화소의 표준 편차를 이용하여 융합계수를 추정하는 방법, 상기 영상들의 국지적인 화소의 표준편차의 합을 이용하여 융합계수를 추정하는 방법 및 상기 영상들의 정규화된 입력영상 값의 범위를 이용하여 융합계수를 추정하는 방법으로 이루어진 군에서 선택된 방법으로 융합 계수를 추정할 수 있다.
상기 융합영상 제작부는 상기 공간적 상세정보, 융합 가중치 및 융합 계수를 모두 서로 곱한 값을 상기 정규화된 다중편광 레이더 영상에 합산하여 융합영상을 제작할 수 있다.
상기 융합영상 정규화부는 융합영상을 오름차순으로 나열하여 0 내지 1%에 해당하는 제1 영상 값과 99 내지 100%에 해당하는 제2 영상 값을 이용하여 상기 융합영상을 정규화할 수 있다.
본 발명은 또한 상기 목적을 달성하기 위해, 특정지역에 대한 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상을 각각 획득하는 영상 획득단계, 상기 획득된 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상의 노이즈를 각각 제거하여 정규화를 수행하는 입력영상 정규화 단계, 상기 정규화된 전정색 영상을 저주파 필터링하여 공간적 상세정보를 추출하는 공간적 상세정보 추출단계, 상기 다중 편광레이더 영상의 크기를 상기 전정색 영상의 크기와 동일하게 조절하는 영상크기 조절단계, 상기 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상의 융합 가중치를 결정하는 융합가중치 결정단계, 상기 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상의 융합 계수를 결정하는 융합 계수 결정단계, 상기 공간적 상세정보, 융합 가중치 및 융합 계수를 이용하여 융합영상을 제작하는 융합영상 제작단계 및 상기 융합영상을 정규화하는 융합영상 정규화 단계를 포함하는 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상의 융합방법을 제공한다.
본 발명은 또한 상기 목적을 달성하기 위해, 상기 융합방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록되어 있는 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체를 제공한다.
본 발명에 따른 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상의 융합방법 및 장치는 지표의 정보를 관측하는 여러 분야에 전반적으로 활용이 가능하며, 특히 지표의 산란특성에 대한 구분을 용이하게 할 수 있어서 영상분류, 표적 탐지, 식생모니터링, 토양수분량 추출을 비롯한 객체 인식 등 군사분야를 비롯한 민간분야 등에 폭넓게 적용될 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 편광레이더영상과 전정색 영상의 융합 장치에 관한 구성을 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 편광레이더영상과 전정색 영상의 융합방법에 대한 순서를 나타낸 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상 융합 장치에서 영상을 융합하는 과정의 흐름을 이미지로 나타낸 모식도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상 융합 방법을 통한 다중 편파레이더 영상과 전정색 영상의 예를 나타낸 이미지이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상의 융합 방법을 통한 융합가중치에 따른 영상융합의 결과를 나타낸 이미지이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 편광레이더영상과 전정색 영상의 융합 방법을 통한 도심지와 강 지역의 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상과 고주파 전정색 영상과 최종적으로 제작된 융합영상의 예를 나타낸 이미지이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전정색 영상과 적외선 영상의 융합 방법을 통한 산악지역의 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상과 고주파 전정색 영상과 최종적으로 제작된 융합영상의 예를 나타낸 이미지이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 편광레이더영상과 전정색 영상의 융합방법에 대한 순서를 나타낸 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상 융합 장치에서 영상을 융합하는 과정의 흐름을 이미지로 나타낸 모식도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상 융합 방법을 통한 다중 편파레이더 영상과 전정색 영상의 예를 나타낸 이미지이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상의 융합 방법을 통한 융합가중치에 따른 영상융합의 결과를 나타낸 이미지이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 편광레이더영상과 전정색 영상의 융합 방법을 통한 도심지와 강 지역의 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상과 고주파 전정색 영상과 최종적으로 제작된 융합영상의 예를 나타낸 이미지이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전정색 영상과 적외선 영상의 융합 방법을 통한 산악지역의 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상과 고주파 전정색 영상과 최종적으로 제작된 융합영상의 예를 나타낸 이미지이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략하기로 한다. 또한 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어 구체적인 수치는 실시예에 불과하다.
도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 편광레이더영상과 전정색 영상의 융합 장치에 관한 구성을 개략적으로 나타낸 모식도가 도시되어 있고, 도 2에는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 편광레이더영상과 전정색 영상의 융합방법에 대한 순서를 나타낸 모식도가 도시되어 있으며, 도 3에는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상 융합 장치에서 영상을 융합하는 과정의 흐름을 이미지로 나타낸 모식도가 도시되어 있다.
도 4에는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상 융합 방법을 통한 다중 편파레이더 영상과 전정색 영상의 예를 나타낸 이미지가 개시되어 있고, 도 5에는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상의 융합 방법을 통한 융합가중치에 따른 영상융합의 결과를 나타낸 이미지가 개시되어 있으며, 도 6에는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 편광레이더영상과 전정색 영상의 융합 방법을 통한 도심지와 강 지역의 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상과 고주파 전정색 영상과 최종적으로 제작된 융합영상의 예를 나타낸 이미지가 개시되어 있다.
도 7에는 본 발명의 일 실시예에 따른 전정색 영상과 적외선 영상의 융합 방법을 통한 산악지역의 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상과 고주파 전정색 영상과 최종적으로 제작된 융합영상의 예를 나타낸 이미지가 개시되어 있다.
이들 도면을 참조하면, 본 발명에 따른 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상의 융합장치는 특정지역에 대한 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상을 각각 획득하는 영상 획득부(110), 상기 획득된 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상의 노이즈를 각각 제거하여 정규화를 수행하는 입력영상 정규화부(120), 상기 정규화된 전정색 영상을 저주파 필터링하여 공간적 상세정보를 추출하는 공간적 상세정보 추출부(130), 상기 다중 편광레이더 영상의 크기를 상기 전정색 영상의 크기와 동일하게 조절하는 영상크기 조절부(140), 상기 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상의 융합 가중치를 결정하는 융합가중치 결정부(150), 상기 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상의 융합 계수를 결정하는 융합 계수 결정부(160), 상기 공간적 상세정보, 융합 가중치 및 융합 계수를 이용하여 융합영상을 제작하는 융합영상 제작부(170) 및 상기 융합영상을 정규화하는 융합영상 정규화부(180)를 포함하는 것으로 구성된다.
즉 본 발명에 따른 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상의 융합장치는 저해상 다중편광레이더영상에 나타나는 지표의 산란정보와 고해상 전정색영상에서 제공하는 지표의 상세정보를 동시에 제공할 수 있다. 구체적으로, 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상을 융합함으로써 다중 편광레이더 영상에 나타나는 지표의 산란특성을 사용자가 가시적으로 이해할 수 있도록 하며, 융합 가중치 결정을 통해 사용자가 자유로이 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상의 융합 비율을 결정하여 융합영상에 반영되도록 할 수 있다.
또한, 융합계수 추정을 통해 자동적으로 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상의 융합비율을 최적 비율로 조절하여 영상 분석의 정확성과 신뢰도를 향상시킬 수 있으며, 융합가중치 결정과 융합계수 추정을 통해 자동적으로 최적화된 융합비율을 결정할 수 있을 뿐만 아니라, 사용자의 요구사항까지 반영된 융합영상을 제작할 수 있다.
더욱이 본 발명에 따른 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상의 융합장치는 개발되는 위성영상처리 소프트웨어에 탑재되거나, 새로운 이종 센서로부터 획득된 정보를 동시에 제공할 수 있는 기술로 적용될 수 있으며, 위성 영상의 활용증대 및 국가 위성산업 확대에 이바지할 수 있다.
또한, 예를 들어, 지구관측위성 중 다중 편광레이더 영상을 획득할 수 있는 Kompsat-5, 전정색 영상을 획득할 수 있는 Kompsat-2, 및 Kompsat-3, Kompsat-3A 등에 적용하여 위성영상자료의 활용도를 극대화시킬 수 있다.
상기 영상 획득부(110)는 우선 동일한 좌표체계를 지닌 다중 편광레이더 영상 및 전정색 영상을 획득한다.
즉, 영상 획득부(110)는 특정 지역을 촬영하여 얻어진 저해상도의 다중 편광레이더 영상과 고해상도 전정색 영상을 각각 획득한다. 이와 관련하여, 상기 다중 편광레이더 영상과 상기 전정색 영상은 서로 다른 탑재체에 의해 얻어진 영상으로 좌표체계가 다를 수 있다. 예를 들어, 다중 편광레이더 영상을 제작할 수 있는 ALOS PALSAR와 ALOS PALSAR 탑재체의 경우 GRS80타원체와 UTM투영법에 의한 좌표체계를 지니고 있으며, Kompsat-5 탑재체의 경우 WGS84타원체와 UTM투영법에 의한 좌표체계를 지니고 있다. 전정색 영상을 제작할 수 있는 Landsat-8와 Kompsat-3 탑재체의 경우 WGS84타원체와 UTM투영법에 의한 좌표체계를 지니고 있다. 이에 따라 ALOS PALSAR 탑재체로부터 제작된 다중 편광레이더 영상과 Landsat-8 탑재체로부터 제작된 전정색 영상을 융합할 경우, 동일한 타원체와 투영법을 가지도록 좌표변환 과정이 선행되어야 한다. 따라서, 상기 영상 획득부(110)는 이러한 각 영상들의 좌표변환을 수행한다.
또한, 상기 저해상도의 다중 편광레이더 영상과 상기 고해상도 전정색 영상은 상호적으로 위치가 일치해야 한다. 이와 같은 영상정합(co-registration)은 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상이 다른 탑재체에 의하여 촬영됨으로써 요구되는 과정이므로, 상기 영상 획득부(110)는 이러한 영상정합을 수행한다.
또한, 상기 저해상도의 다중 편광레이더 영상과 상기 고해상도 전정색 영상은 융합을 위하여 정사보정이 수행되어야 한다. 정사보정이란 탑재체의 투영법에 의해 생긴 기복변위와 카메라 자세에 의해 발생한 변위를 제거하여 지도와 같이 정사투영된 특성을 가지도록 만드는 과정을 의미하며, 영상 내 모든 화소가 수직방향에서 본 것과 같은 형태를 갖도록 보정해 주는 것을 의미한다. 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상은 서로 다른 탑재체로부터 획득된 영상으로, 탑재체의 특성에 따라 촬영특성과 기하특성이 다르므로 정사보정 과정이 선행되는 것이 바람직하다.
즉, 영상획득부(110)에서는 융합을 위한 저해상도의 상기 다중 편광레이더 영상과 상기 고해상도 전정색 영상을 획득하며, 획득된 영상은 좌표변환을 수행하여 좌표체계가 동일하도록 처리하고, 영상정합을 수행하여 상호적으로 위치가 일치하도록 처리하며, 정사보정을 수행하여 모든 영상이 수직방향에서 본 것과 같이 보정된 영상을 제작한다.
도 4는 본 발명의 실시예로 ALOS PALSAR 탑재체에서 촬영된 다중 편광레이더 영상과 Landsat-8 탑재체로부터 촬영된 전정색 영상이 개시되어 있다. 도 4a는 다중 편광레이더 영상을 컬러영상으로 도시한 것으로, 수평으로 편광파를 송신하고 수평으로 편광파를 수신한 편광파(HH)의 세기를 청색으로, 수평으로 편광파를 송신하고 수직으로 편광파를 수신한 편광파의 세기를 녹색으로, 수직으로 편광파를 송신하고 수직으로 편광파를 수신한 편광파의 세기를 적색으로 도시한 것을 나타낸다. 각 편광파의 세기는 지표의 특성에 따라 달라지게 되며, 이는 곧 지표의 산란정보를 나타내는 것이 될 수 있다.
상기 저해상 다중 편광레이더 영상(도 4a)은 120m의 공간해상도를 지닌다. 이에 따라 강, 도심지, 다리 등의 대표적 지형지물은 서로 다른 색상을 지님으로 다른 특성을 보이는 것은 구분할 수 있으나, 지형지물에 대한 상세정보는 알기 어려울 수 있다. 따라서, 이를 보완할 수 있도록 고해상 전정색 영상(도 4b)은 15m의 공간해상도를 지니고 있으며, 이에 따라 도로, 빌딩 등의 지형지물이 자세히 표현되고 있음을 알 수 있다.
즉, 저해상 다중 편광레이더 영상의 경우 지표의 산란정보를 제공할 수 있는 장점이 있으나, 각 송신 및 수신방법에 따른 편광파의 세기를 컬러로 표현함에 따라 세부적인 지형지물을 확인하기 어려울 수 있다. 따라서 저해상 다중 편광레이더 영상의 지표 산란정보에 고해상 전정색 영상의 지표의 상세정보를 동시에 제공하게 될 경우, 지형지물에 따른 지표의 산란정보를 직관적으로 이해하는데 매우 효과적일 수 있다.
상기 입력영상 정규화부(120)는 획득된 상기 저해상 다중 편광레이더 영상과 상기 고해상 전정색 영상의 화소값을 지닐 수 있는 복사해상도의 최소치와 최대치로 분류하여 정규화를 수행한다.
즉, 상기 입력영상 정규화부(120)는 정규화를 통하여 각각의 화소값을 복사해상도의 최소치와 최대치로 분류하여 정규화를 수행하며, 해당 과정에서 영상의 노이즈를 제거하게 된다.
구체적으로 상기 입력영상 정규화부(120)는 아래 수학식 1을 통하여 영상의 정규화를 수행하며, 노이즈가 제거된 정규화된 영상 
을 획득한다.
[수학식 1]
이때, 
는 정규화된 영상의 픽셀값을 나타내며, 
와 
는 각각 라인방향과 픽셀방향의 영상좌표를 나타낸다. 또한 
와 
는 입력영상을 오름차순으로 나열하였을 때 0.5%에 해당하는 값과 99.5%에 해당하는 값을 나타낸다. 이는 높은 고도에서 지표의 복사에너지 또는 편파의 세기가 영상화된 위성영상에는 반드시 노이즈가 전체 화소 수의 1%의 양만큼 존재한다는 가정에 따른 것으로, 실질적으로 위성영상의 최소값 및 최대값은 1%의 노이즈를 제거하고 계산하여야 한다.
또한 
및 
은 센서 복사해상도에 따른 최대값 및 최소값을 의미한다. 여기서 복사해상도는 센서의 민감도를 의미하며, 과거에 운용되었던 Landsat-5 위성의 경우, 센서의 복사해상도는 8bit로 이는 영상값의 범위가 0부터 255까지 지닐 수 있음을 의미한다. 반면 최근에 운용되고 있는 Kompsat-3, Kompsat-5 및 Landsat-8의 복사해상도는 16bit로 이는 영상값의 범위가 0부터 65535까지 지닐 수 있다. 여기서 각각 입력영상의 복사해상도가 다를 경우 높은 복사해상도의 
와 
값을 적용하여야 한다.
상기 수학식 1을 통하여 영상 내 화소들의 값은 복사해상도에 따라 지닐 수 있는 최소값과 최대값으로 조정되며, 노이즈로 가정할 수 있는 화소들의 값을 제거할 수 있는 효과가 있다. 이에 대한 일 예시로서, 상기 도 4b에 해당하는 고해상 전정색 영상은 실제 영상값이 6400에서 19000사이에 존재하며, 정규화 과정을 통하여 1부터 65535까지로 변환된다.
또한 상기 수학식 1에서, 입력영상으로 다중 편파레이더 영상 또는 전정색 영상 모두 해당이 되며, 다중 편파레이더 영상의 경우 각 편파정보마다 각각 정규화를 수행해야 한다.
상기 공간적 상세정보 추출부(130)에서는 고해상 전정색 영상을 대상으로 필터링을 거쳐 저주파 전정색 영상 및 고주파 전정색 영상을 각각 제작한다. 구체적으로, 상기 공간적 상세정보 추출부(130)는 고해상 전정색 영상으로부터 고주파 전정색 영상을 제작한다. 여기서 고주파 전정색 영상은 영상 내 존재하는 지형지물의 고주파 성분만 추출된 영상으로 곧 공간적 상세정보를 의미한다.
이와 관련하여, 상기 공간적 상세정보 추출부(130)에서는 공간적 상세정보를 획득하기 위하여 선행적으로 저주파 필터링을 통해 저주파 전정색 영상을 제작한다. 여기서, 저주파 필터링은 공간영역(spatial domain) 또는 주파수영역(frequency domain)에서 수행할 수도 있다. 저주파 필터링을 통해 제작된 저주파 전정색 영상은 일반적으로 영상의 속성정보만을 지니는 것으로 가정할 수 있다.
공간영역에서 저주파 전정색 영상을 제작하기 위하여, 일정 크기의 윈도우를 적용하여 블록 평균영상을 제작한다. 여기서, 블록 평균영상을 제작하는 과정의 경우, 윈도우의 크기는 저해상 다중편광레이더영상의 공간해상도와 고해상 전정색 영상의 공간해상도 비를 고려하여 결정된다.
상기 공간적 상세정보 추출부(130)에서는 원 전정색 영상과 상기 저주파 전정색 영상을 차분하는 것으로 고주파 전정색영상을 제작한다.
구체적으로, 원 전정색 영상은 저주파 전정색 영상과 고주파 전정색 영상의 합으로 이루어지며, 저주파 필터링을 통해 저주파 전정색 영상을 제작하고, 원 전정색 영상에서 저주파 전정색 영상을 차분함으로써 고주파 전정색 영상을 제작할 수 있다. 이때, 상기 고주파 전정색 영상 
는 하기 수학식 2을 통하여 얻어진다.
[수학식 2]
이때, 
는 고주파 전정색 영상의 픽셀값을 나타내며, 
와 
는 각각 라인방향과 픽셀방향의 영상좌표를 나타낸다. 또한 
는 상기 입력영상 정규화부(120)에서 정규화된 전정색 영상의 픽셀값을 나타내며, 
는 상기 정규화된 전정색 영상에서 저주파 성분 픽셀값을 나타내는 것으로 저주파 필터링을 통해 제작할 수 있다.
상기 영상 크기 조정부(140)에서는 저해상 다중 편광레이더 영상의 크기와 고해상 전정색 영상의 크기를 동일하게 조정한다. 즉, 상기 영상크기 조정부(140)에서는 저해상 다중 편광레이더 영상의 크기를 고해상 전정색 영상의 크기와 동일하도록 내삽법(interpolation)을 활용하여 조정한다. 일반적으로 내삽을 위한 방법은 이웃화소내삽법(nearest neighbor interpolation), 양선형 내삽법(bilinear interpolation), 3차 회선내삽법(cubic convolution interpolation) 및 B-스플라인 내삽법(B-spline interpolation) 등을 이용할 수 있다.
상기 융합 가중치 결정부(150)에서는 다중 편광레이더 영상과 전정색영상의 융합 가중치를 결정한다.
즉, 상기 융합 가중치 결정부(150)는 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상의 융합 가중치를 결정하는 것으로, 프로그램에 의해 자동으로 정해진 융합 가중치가 결정될 수도 있으며, 사용자가 가중치를 결정함에 따라 사용자가 원하는 융합영상을 제작할 수도 있다.
또한, 상기 융합 가중치 결정부(150)에서 결정된 가중치는 저해상 다중 편광레이더 영상에 나타나는 지표의 산란정보와 고해상 전정색 영상에 나타나는 공간적 상세정보의 융합 비율을 결정할 수 있다.
예를 들어, 상기 융합 가중치 결정부(150)에서 가중치의 값의 범위는 0이상의 값을 지닐 수 있다. 가중치가 0일 경우, 이는 전정색 영상의 공간적 상세정보를 반영하지 않는 것을 의미하며, 가중치가 1일 경우 다중 편광레이더 영상에 나타나는 지표의 산란정보와 전정색 영상에 나타나는 공간적 상세정보를 동일 비율로 융합하는 것을 의미하며, 가중치가 1 이상일 경우, 공간적 상세정보가 더 반영이 된 융합영상을 제작할 수 있음을 의미할 수 있다.
따라서, 상기 융합 가중치 결정부(150)는 수학적 결과에 의하여 융합비율을 결정할 수도 있으며, 경우에 따라서, 사용자가 임의로 융합 가중치를 결정함으로써, 사용자가 자유로이 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상의 융합 비율을 결정하여 융합영상에 반영되도록 할 수 있는 장점이 있다.
상기 융합계수 추정부(160)는 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상의 융합계수를 추정하는 것으로, 이러한 융합계수에 따라 융합비율이 결정되며, 수학적인 계산을 통하여 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상의 융합계수를 추정한다.
즉, 상기 융합계수 추정부(160)는 수학적인 계산을 통하여 저해상 다중 편광레이더 영상에 나타나는 지표의 산란정보와 고해상 전정색 영상에 나타나는 공간적 상세정보의 융합비율을 결정한다.
구체적으로, 상기 융합계수 추정부(160)는 상기 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상의 전체 화소의 표준 편차를 이용하여 융합계수를 추정하는 방법, 상기 영상들의 국지적인 화소의 표준편차의 합을 이용하여 융합계수를 추정하는 방법 및 상기 영상들의 정규화된 입력영상 값의 범위를 이용하여 융합계수를 추정하는 방법으로 이루어진 군에서 선택된 방법으로 융합 계수를 추정할 수 있다.
먼저, 상기 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상의 전체 화소의 표준 편차를 이용하여 융합계수를 추정하는 방법은 융합계수 
이 아래 수학식 3을 통해 얻어진다.
[수학식 3]
이때, 
는 융합계수 추정방법에 의하여 결정된 융합계수를 나타내며, 
는 다중 편광레이더 영상의 표준 편차값을 나타내며, 
은 전정색 영상의 표준 편차값을 나타낸다.
또한, 상기 영상들의 국지적인 화소의 표준편차의 합을 이용하여 융합계수를 추정하는 방법은 융합계수 
가 아래 수학식 4를 통해 얻어진다.
[수학식 4]
이때, 
는 융합계수 추정방법에 의하여 결정된 융합계수를 나타내며, 
와 
는 각각 라인방향과 픽셀방향의 영상좌표를 나타낸다. 
과 
은 각각 라인방향과 픽셀방향의 총 픽셀 수를 나타낸다. 
는 다중 편광레이더 영상에서 
번째 라인방향과 
번째 픽셀방향의 화소값을 기준으로 주변영역의 표준 편차값을 나타내며, 
는 전정색 영상에서 
번째 라인방향과 
번째 픽셀방향의 화소값을 기준으로 주변영역의 표준 편차값을 나타낸다.
또한, 상기 영상들의 정규화된 입력영상 값의 범위를 이용하여 융합계수를 추정하는 방법은 융합계수 
가 아래 수학식 5를 통해 얻어진다.
[수학식 5]
이때, 
는 융합계수 추정방법에 의하여 결정된 융합계수를 나타내며, 
과 
은 각각 정규화된 다중편광레이더영상과 전정색 영상의 픽셀값을 나타내며, 0.5%와 99.5%는 정규화된 영상값을 오름차순으로 나열하였을 때 0.5%에 해당하는 값과 99.5%에 해당하는 값을 나타낸다.
상기 융합영상 제작부(170)는 저해상 다중 편광레이더 영상과 고해상 전정색 영상을 융합하되, 상기 공간적 상세정보 추출부(130)에서 추출된 공간적 상세정보와 상기 융합가중치 결정부(150)에서 결정된 융합 가중치와 상기 융합계수 추정부(160)에서 추정된 융합계수를 이용하여 융합영상을 제작한다.
구체적으로, 상기 융합영상 제작부(170)는 상기 공간적 상세정보 추출부(130)에서 추출된 공간적 상세정보와 상기 융합 가중치 결정부(150)에서 결정된 융합 가중치와 상기 융합계수 추정부(160)에서 추정된 융합계수를 곱하고 난 다음, 저해상 다중편광레이더 영상에 합산하는 것으로 융합영상을 제작하며, 이때 융합영상 
은 아래 수학식 6을 통하여 얻어진다.
[수학식 6]
이때, 
는 최종 제작된 융합영상의 픽셀값을 나타내며, 
는 입력영상 정규화부(120)에서 제작된 정규화된 다중 편광레이더 영상의 픽셀값을 나타내며, 
는 융합가중치 결정부(150)에서 결정된 융합 가중치를 나타내며, 
는 융합계수 추정부(160)에서 추정된 융합계수를 나타내며, 
는 공간적 상세정보 추출부(130)에서 제작된 정규화된 고주파 전정색 영상의 픽셀값을 나타낸다.
상기 수학식 6을 참조하면, 융합가중치 결정부(150)와 융합계수 추정부(160)에서 결정된 가중치와 융합계수에 따라 공간적 상세정보의 반영도가 달라지는 것으로 
와 
값이 높을수록 고주파 전정색 영상이 더 많이 반영되는 것을 확인할 수 있다.
상기 융합영상 정규화부(180)는 획득된 상기 융합영상 제작부(170)을 통해 제작된 융합영상의 정규화를 수행한다. 예를 들어, 상기 융합영상 정규화부(180)는 융합영상을 오름차순으로 나열하여 0 내지 1%에 해당하는 제1 영상 값과 99 내지 100%에 해당하는 제2 영상 값을 이용하여 상기 융합영상을 정규화할 수 있으며, 구체적으로 아래 수학식 7을 통하여 융합영상의 정규화를 수행하여, 정규화된 융합영상 
을 획득할 수 있다.
[수학식 7]
이때, 
는 정규화된 융합영상의 픽셀값을 나타내며, 
와 
는 각각 라인방향과 픽셀방향의 영상좌표를 나타낸다. 또한 
와 
는 융합영상을 오름차순으로 나열하였을 때 0.5%에 해당하는 값과 99.5%에 해당하는 값을 나타낸다.
본 발명은 또한, 상기 목적을 달성하기 위해, 특정지역에 대한 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상을 각각 획득하는 영상 획득단계(S200), 상기 획득된 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상의 노이즈를 각각 제거하여 정규화를 수행하는 입력영상 정규화 단계(S210), 상기 정규화된 전정색 영상을 저주파 필터링하여 공간적 상세정보를 추출하는 공간적 상세정보 추출단계(S220), 상기 다중 편광레이더 영상의 크기를 상기 전정색 영상의 크기와 동일하게 조절하는 영상크기 조절단계(S230), 상기 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상의 융합 가중치를 결정하는 융합가중치 결정단계(S240), 상기 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상의 융합 계수를 결정하는 융합 계수 결정단계(S250), 상기 공간적 상세정보, 융합 가중치 및 융합 계수를 이용하여 융합영상을 제작하는 융합영상 제작단계(S260) 및 상기 융합영상을 정규화하는 융합영상 정규화 단계(S270)를 포함하는 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상의 융합방법을 제공한다.
본 발명은 또한 상기 목적을 달성하기 위해, 상기 융합방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록되어 있는 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체를 제공한다.
즉, 본 발명에 따른 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상의 융합방법은 저해상 다중 편광레이더 영상에 나타나는 지표의 산란정보와 고해상 전정색 영상에서 제공하는 지표의 상세정보를 동시에 제공할 수 있다. 구체적으로, 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상을 융합함으로써 다중 편광레이더 영상에 나타나는 지표의 산란특성을 사용자가 가시적으로 이해할 수 있도록 하며, 융합 가중치 결정을 통해 사용자가 자유로이 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상의 융합 비율을 결정하여 융합영상에 반영되도록 할 수 있다.
또한, 융합계수 추정을 통해 자동적으로 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상의 융합비율을 최적 비율로 조절하여 영상 분석의 정확성과 신뢰도를 향상시킬 수 있으며, 융합가중치 결정과 융합계수 추정을 통해 자동적으로 최적화된 융합비율을 결정할 수 있을 뿐만 아니라, 사용자의 요구사항까지 반영된 융합영상을 제작할 수 있다.
이와 관련하여, 도 4a는 다중편광레이더 영상을 나타내며, 도 4b는 전정색영상을 나타낸다. 도 4a를 참조하면, 다중편광레이더영상에서는 지표의 산란정보를 색으로써 나타내는 것을 확인할 수 있으며, 산악지역, 도심지역, 수계 및 공항등의 인공건물은 다른 색으로써 산란정보가 다르다는 것을 보여주고 있다. 반면 도 4b를 참조하면, 전정색 영상에서는 다중 편광레이더 영상에 비하여 높은 해상도를 지니고 있으며, 지표에 대한 정보를 시각적으로 제공하고 있다.
또한, 도 5는 융합 가중치에 따른 융합영상 결과를 나타내고 있다. 해당 지역은 도 4의 붉은색 사각형을 확대하여 도시한 것으로, 각각의 융합가중치는 0.5, 1.0, 2.0 및 5.0을 준 결과이다. 도 5를 참조하면, 융합가중치를 적게 줄 경우 다중 편광레이더 영상의 지표 산란정보가 더 많이 반영되고, 전정색 영상의 공간적 상세정보의 반영이 덜 되는 융합영상을 제작할 수 있으며, 가중치를 크게 줄 경우 다중 편광레이더 영상의 지표 산란정보가 덜 반영되고, 공간적 상세정보가 매우 높게 반영되는 것을 확인할 수 있다.
한편, 도 6은 농경지와 도심지 지역에서의 최종 융합영상의 형태를 나타낸다. 해당 결과는 세 가지의 융합계수 추정방법 중 상기 수학식 3에 따라 산출된 융합계수를 적용하여 나타낸 결과이다. 도 6a는 다중 편광레이더 영상을 나타내며, 도 6b는 전정색 영상을 나타내며, 도 6c는 고주파 전정색영상을 나타내며, 도 6d는 융합된 영상을 나타내며, 도 6e는 농경지를 확대한 것을 나타내며, 도 6f는 도심지를 확대한 것을 나타낸다.
도 6에 따르면, 다중 편광레이더 영상에서 제공하는 지표의 산란정보는 지표마다 다르게 나타나는 것을 확인할 수 있으나, 낮은 해상도와 지표의 산란정보인 특성 상 해당 지표가 구체적으로 무엇인지 파악하기에는 한계가 있다. 반면 전정색 영상에서는 비교적 해당 지표가 무엇인지 파악할 수 있으나, 지표의 산란정보는 알 수 없는 한계점이 존재한다. 이를 융합한 영상 도 6d의 경우, 지표의 산란정보와 공간적 상세정보를 동시에 제공함으로써 지표의 산란정보를 파악하는데 큰 도움이 될 수 있다. 확대한 영상 도 6e의 경우 지표의 산란정보는 농경지에서 다른 것을 확인할 수 있으며, 도 6f 역시 산악지역과 도심지의 산란정보가 다른 것을 확인할 수 있다.
도 7은 도심지 지역과 산악지역에서의 최종 융합영상의 형태를 나타낸다. 도 7a는 다중 편광레이더 영상을 나타내며, 도 7b는 전정색 영상을 나타내며, 도 7c는 고주파 전정색 영상을 나타내며, 도 7d는 수학식 3에 의한 최종 융합영상을 나타내며, 도 7d는 도심지역을 확대한 것이며, 도 7e는 산악지역을 확대한 것이다.
도 7을 참조하면, 도 7a는 다중편광레이더영상 나타내는 것으로 낮은 해상도를 지님과 동시에 지표의 산란정보를 제공함을 확인할 수 있으며, 대부분의 도심지역 등의 인공구조물을 보라색 계열로 도시하는 반면에 산악지역은 녹색 계열로 도시하는 것을 확인할 수 있다. 도 7b는 전정색영상을 나타내는 것으로 높은 공간해상도를 지니며, 도심지와 산악지역의 구분이 확실한 것을 확인할 수 있다. 도 7c는 원 전정색 영상에서 저주파 전정색 영상을 차분하여 제작한 고주파 전정색 영상으로서 도로의 경계, 건물 등의 정보를 자세히 나타내고 있음을 확인할 수 있으며, 도 7d는 도 7a의 다중 편광레이더 영상과 도 7c의 고주파 전정색 영상을 융합하여 제작된 융합영상으로 도 7a의 다중 편광레이더 영상에서 제공하고 있는 지표의 산란정보를 잘 보전함과 동시에 도 7c의 고주파 전정색 영상에서 제공하고 있는 높은 공간해상도 또한 보전함으로써 지표의 산란정보에 대한 높은 인식률을 제공할 수 있음을 확인할 수 있으며, 특히 도 7e와 도 7f를 비교하였을 때 다른 색으로 표시됨에 따라 지표의 산란정보가 다름을 보여줄 수 있다.
본 발명의 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상의 융합 방법 및 그 장치는 저해상도 다중 편광레이더 영상의 지표 산란정보와 전정색 영상의 공간적 상세정보를 동시에 제공하는 것이 가능하며, 이로 인해 현재까지 낮은 정밀도로 인해 활용이 어려웠던 다중 편광레이더 영상에서의 객체 인식을 향상하는 것이 가능하다.
또한, 융합 가중치를 사용자가 자유로이 결정함으로써 최종 융합영상의 공간적 상세정보 제공 비율을 결정할 수 있으며, 이로부터 영상 촬영지역의 형태에 따라 요구되는 공간해상도를 충족시킬 수 있으므로, 도심지를 및 산악지역 등에 적절하게 활용될 수 있다.
본 발명의 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상의 융합 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 audfudd을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
110: 영상획득부
120: 입력영상 정규화부
130: 공간적 상세정보 추출부
140: 영상크기 조정부
150: 융합 가중치 결정부
160: 융합계수 추정부
170: 융합영상 제작부
180: 융합영상 정규화부
120: 입력영상 정규화부
130: 공간적 상세정보 추출부
140: 영상크기 조정부
150: 융합 가중치 결정부
160: 융합계수 추정부
170: 융합영상 제작부
180: 융합영상 정규화부
Claims (11)
- 특정지역에 대한 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상을 각각 획득하는 영상 획득부;
상기 획득된 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상의 노이즈를 각각 제거하여 정규화를 수행하는 입력영상 정규화부;
상기 정규화된 전정색 영상을 저주파 필터링하여 공간적 상세정보를 추출하는 공간적 상세정보 추출부;
상기 다중 편광레이더 영상의 크기를 상기 전정색 영상의 크기와 동일하게 조절하는 영상크기 조절부;
상기 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상의 융합 가중치를 결정하는 융합가중치 결정부;
상기 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상의 융합 계수를 결정하는 융합 계수 결정부;
상기 공간적 상세정보, 융합 가중치 및 융합 계수를 이용하여 융합영상을 제작하는 융합영상 제작부; 및
상기 융합영상을 정규화하는 융합영상 정규화부;
를 포함하고,
상기 입력영상 정규화부는 아래의 수학식 1을 통하여 상기 획득된 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상의 정규화를 수행하여 노이즈가 제거된 정규화된 영상을 획득하는 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상의 융합장치.
[수학식 1]
이때,는 정규화된 영상의 픽셀값을 나타내며, i와 j는 각각 라인방향과 픽셀방향의 영상좌표를 나타낸다. 또한
와
는 입력영상을 오름차순으로 나열하였을 때 0.5%에 해당하는 값과 99.5%에 해당하는 값을 나타낸다. 또한
및
은 센서 복사해상도에 따른 최대값 및 최소값을 의미한다.
- 제1항에 있어서,
상기 영상 획득부는 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상의 좌표변환을 통해 좌표체계를 동일하게 하고, 영상정합을 통해 영상의 위치를 일치시키며, 정사보정을 통해 수직방향 시야 보정을 수행하는 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상의 융합장치.
- 제1항에 있어서,
상기 입력영상 정규화부는 상기 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상의 각각의 화소값의 복사해상도의 최소치와 최대치로 정규화하여 영상의 노이즈를 제거하는 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상의 융합장치.
- 제1항에 있어서,
상기 공간적 상세정보 추출부는 저주파 필터링을 통해 저주파 전정색 영상을 제작하고, 원전정색 영상과 상기 저주파 전정색 영상을 차분하여 고주파 전정색 영상을 제작하는 것으로 공간적 상세정보를 추출하는 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상의 융합장치.
- 제1항에 있어서,
상기 영상크기 조절부는 내삽법을 이용하여 상기 다중 편광레이더 영상의 크기를 상기 전정색 영상의 크기와 동일하게 조절하는 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상의 융합장치.
- 제1항에 있어서,
상기 융합가중치 결정부는 상기 다중 편광레이더 영상에 나타나는 지표의 산란 정보와 상기 전정색 영상에 나타나는 공간적 상세정보의 융합비율을 결정하는 것으로 융합 가중치를 결정하는 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상의 융합장치.
- 제1항에 있어서,
상기 융합계수 결정부는 상기 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상의 전체 화소의 표준 편차를 이용하여 융합계수를 추정하는 방법, 상기 영상들의 국지적인 화소의 표준편차의 합을 이용하여 융합계수를 추정하는 방법 및 상기 영상들의 정규화된 입력영상 값의 범위를 이용하여 융합계수를 추정하는 방법으로 이루어진 군에서 선택된 방법으로 융합 계수를 추정하는 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상의 융합장치.
- 제1항에 있어서,
상기 융합영상 제작부는 상기 공간적 상세정보, 융합 가중치 및 융합 계수를 모두 서로 곱한 값을 상기 정규화된 다중편광 레이더 영상에 합산하여 융합영상을 제작하는 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상의 융합장치.
- 제1항에 있어서,
상기 융합영상 정규화부는 융합영상을 오름차순으로 나열하여 0 내지 1%에 해당하는 제1 영상 값과 99 내지 100%에 해당하는 제2 영상 값을 이용하여 상기 융합영상을 정규화하는 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상의 융합장치.
- 특정지역에 대한 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상을 각각 획득하는 영상 획득단계;
상기 획득된 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상의 노이즈를 각각 제거하여 정규화를 수행하는 입력영상 정규화 단계;
상기 정규화된 전정색 영상을 저주파 필터링하여 공간적 상세정보를 추출하는 공간적 상세정보 추출단계;
상기 다중 편광레이더 영상의 크기를 상기 전정색 영상의 크기와 동일하게 조절하는 영상크기 조절단계;
상기 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상의 융합 가중치를 결정하는 융합가중치 결정단계;
상기 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상의 융합 계수를 결정하는 융합 계수 결정단계;
상기 공간적 상세정보, 융합 가중치 및 융합 계수를 이용하여 융합영상을 제작하는 융합영상 제작단계; 및
상기 융합영상을 정규화하는 융합영상 정규화 단계;
를 포함하고,
상기 입력영상 정규화 단계는 아래의 수학식 1을 통하여 상기 획득된 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상의 정규화를 수행하여 노이즈가 제거된 정규화된 영상을 획득하는 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상의 융합방법.
[수학식 1]
이때,는 정규화된 영상의 픽셀값을 나타내며, i와 j는 각각 라인방향과 픽셀방향의 영상좌표를 나타낸다. 또한
와
는 입력영상을 오름차순으로 나열하였을 때 0.5%에 해당하는 값과 99.5%에 해당하는 값을 나타낸다. 또한
및
은 센서 복사해상도에 따른 최대값 및 최소값을 의미한다.
- 제10항의 융합방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록되어 있는 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170090360A KR101918007B1 (ko) | 2017-07-17 | 2017-07-17 | 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상의 융합방법 및 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170090360A KR101918007B1 (ko) | 2017-07-17 | 2017-07-17 | 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상의 융합방법 및 장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101918007B1 true KR101918007B1 (ko) | 2018-11-13 |
Family
ID=64397776
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1020170090360A KR101918007B1 (ko) | 2017-07-17 | 2017-07-17 | 다중 편광레이더 영상과 전정색 영상의 융합방법 및 장치 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| KR (1) | KR101918007B1 (ko) |
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- 2017-07-17 KR KR1020170090360A patent/KR101918007B1/ko active IP Right Grant
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