영상 레이더 수신기의 디지털 영역에서의 잡음 톤 제거 방법, 이를 위한 영상 레이더 수신기 및 프로그램 기록매체

본 발명은 영상 레이더 수신기의 디지털 영역에서의 잡음 톤 제거 방법, 이를 위한 영상 레이더 수신기 및 프로그램 기록매체에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 디램핑 구조를 사용하는 영상 레이더 수신기의 디지털 영역에서의 잡음 톤 제거방법은 (a)디램핑된 영상 신호의 잡음 톤 위치를 추출하는 과정과; (b)상기 (a)과정에 의해 추출된 잡음 톤 중에서 제거할 잡음 톤을 선택하는 과정과; (c)상기 (b)과정에 의해 선택된 잡음 톤을 원시데이터에서 제거하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

청구범위
청구항 1디램핑 구조를 사용하는 영상 레이더 수신기의 디지털 영역에서의 잡음 톤 제거방법에 있어서,(a)디램핑된 영상 신호의 잡음 톤 위치를 추출하는 과정과;(b)상기 (a)과정에 의해 추출된 잡음 톤 중에서 제거할 잡음 톤을 선택하는 과정과;(c)상기 (b)과정에 의해 선택된 잡음 톤을 원시데이터에서 제거하는 과정을 포함하고,상기 (a)과정은 잡음 패킷으로부터 잡음 톤의 위치를 검출하는 방법에 의해 이루어지며, 상기 잡음 패킷으로부터 잡음 톤의 위치를 검출하는 방법은커브 피팅(curve fitting) 기법을 통해 잡음 패킷에 존재하는 변동(fluctuation) 성분을 제거하는 단계와;잡음 패킷의 평균과 표준분포로부터 임계치(threshold)를 설정하는 단계와;상기 임계치를 바탕으로 빅 톤(big tone)을 검출하는 단계와;상기 임계치를 바탕으로 스몰 톤(small tone)을 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 레이더 수신기의 디지털 영역에서의 잡음 톤 제거방법.
청구항 2
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청구항 3
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청구항 4
제 1 항에 있어서, 상기 빅 톤을 검출하는 단계는하나의 빅 톤이 검출되더라도 잡음 톤으로 검출하는 것을 특징으로 하는 영상 레이더 수신기의 디지털 영역에서의 잡음 톤 제거방법.
청구항 5
제 1 항에 있어서, 상기 스몰 톤을 검출하는 단계는적어도 3개의 패킷에 동시에 존재하거나 특정 주파수에서 하모닉 성분인 경우 검출하는 것을 특징으로 하는 영상 레이더 수신기의 디지털 영역에서의 잡음 톤 제거방법.
청구항 6
제 5 항에 있어서, 상기 하모닉 성분 검출은영상 획득 전과 영상 획득 후의 잡음 패킷을 고속퓨리에변환 후 임계치보다 높은 피크치를 검출하고, 검추된 피크치를 주파수 변환하여 일정한 주파수(위치)에서 문제가 발생하는 잡음 톤을 검출하는 과정에 의해 이루어지는것을 특징으로 하는 영상 레이더 수신기의 디지털 영역에서의 잡음 톤 제거방법.
청구항 7
디램핑 구조를 사용하는 영상 레이더 수신기의 디지털 영역에서의 잡음 톤 제거방법에 있어서,(a)디램핑된 영상 신호의 잡음 톤 위치를 추출하는 과정과;(b)상기 (a)과정에 의해 추출된 잡음 톤 중에서 제거할 잡음 톤을 선택하는 과정과;(c)상기 (b)과정에 의해 선택된 잡음 톤을 원시데이터에서 제거하는 과정을 포함하고,상기 (a)과정은 원시데이터로부터 잡음 톤의 위치를 검출하는 방법에 의해 이루어지며, 상기 원시데이터로부터잡음 톤의 위치를 검출하는 방법은원시데이터를 방위(azimuth)방향으로 합성하여 잡음 패킷을 검출하는 단계와;커브 피팅(curve fitting) 기법을 통해 잡음 패킷에 존재하는 변동(fluctuation) 성분을 제거하는 단계와;잡음 패킷의 평균과 표준분포로부터 임계치(threshold)를 설정하는 단계와;상기 임계치를 바탕으로 빅 톤(big tone)을 검출하는 단계와;상기 임계치를 바탕으로 스몰 톤(small tone)을 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 레이더 수신기의 디지털 영역에서의 잡음 톤 제거방법.
청구항 8

디램핑 구조를 사용하는 영상 레이더 수신기의 디지털 영역에서의 잡음 톤 제거방법에 있어서,(a)디램핑된 영상 신호의 잡음 톤 위치를 추출하는 과정과;(b)상기 (a)과정에 의해 추출된 잡음 톤 중에서 제거할 잡음 톤을 선택하는 과정과;(c)상기 (b)과정에 의해 선택된 잡음 톤을 원시데이터에서 제거하는 과정을 포함하고,상기 (a)과정은 잡음 패킷으로부터 잡음 톤의 위치를 검출하는 방법과 원시데이터로부터 잡음 톤의 위치를 검출하는 방법 중 적어도 하나에 의해 이루어지며,도심지역이나 상대적으로 큰 반사체가 있는 영역의 경우 잡음 패킷을 통한 방법을 적용하는 것을 특징으로 하는영상 레이더 수신기의 디지털 영역에서의 잡음 톤 제거방법.
청구항 9
디램핑 구조를 사용하는 영상 레이더 수신기의 디지털 영역에서의 잡음 톤 제거방법에 있어서,(a)디램핑된 영상 신호의 잡음 톤 위치를 추출하는 과정과;(b)상기 (a)과정에 의해 추출된 잡음 톤 중에서 제거할 잡음 톤을 선택하는 과정과;(c)상기 (b)과정에 의해 선택된 잡음 톤을 원시데이터에서 제거하는 과정을 포함하고,기 (a)과정은 잡음 패킷으로부터 잡음 톤의 위치를 검출하는 방법과 원시데이터로부터 잡음 톤의 위치를 검출하는 방법 중 적어도 하나에 의해 이루어지며,모지니어스(homogeneous) 영역의 경우 잡음 패킷으로부터 잡음 톤의 위치를 검출하는 방법과 원시데이터로부터 잡음 톤의 위치를 검출하는 방법 두 가지 방법을 동시에 적용하는 것을 특징으로 하는 영상 레이더 수신기의디지털 영역에서의 잡음 톤 제거방법.
청구항 10
디램핑 구조를 사용하는 영상 레이더 수신기의 디지털 영역에서의 잡음 톤 제거방법에 있어서,(a)디램핑된 영상 신호의 잡음 톤 위치를 추출하는 과정과;(b)상기 (a)과정에 의해 추출된 잡음 톤 중에서 제거할 잡음 톤을 선택하는 과정과;(c)상기 (b)과정에 의해 선택된 잡음 톤을 원시데이터에서 제거하는 과정을 포함하고,상기 (c)과정은잡음 톤이 발생한 위치의 좌우 n개의 픽셀(fixel)을 선택하여 대표값을 획득하는 단계와;상기 대표값을 위상 연장 역 필터링(Phase-Extension Inverse Filtering; PEIF) 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 레이더 수신기의 디지털 영역에서의 잡음 톤 제거방법.
청구항 11
제 10 항에 있어서, 상기 대표값은평균(average), 중간(median), 복합(composite) 방법 중 어느 하나에 의해 획득되는 것을 특징으로 하는 영상레이더 수신기의 디지털 영역에서의 잡음 톤 제거방법.
청구항 12

수신신호를 디램핑 레퍼런스(Deramping Reference)에 따라 합성하는 신호합성부와;상기 신호합성부에 의해 디램핑된 신호를 기저대역의 수신신호로 변환하는 수신부와;상기 수신부로부터 수신한 신호를 압축 및 저장포맷에 따라 변환하여 지상국으로 다운링크하는 압축 및 전송부와;상기 압축 및 전송부로부터 다운링크된 원시데이터(raw data)로부터 잡음패킷을 추출하고, 주파수영역에서 분석하여 추출된 잡음 톤을 제거하는 영상처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 레이더 수신기.
청구항 13
제 12 항에 있어서, 상기 영상처리부는디램핑된 영상 신호의 잡음 톤 위치를 추출하는 잡음 패킷 추출 모듈과;상기 잡음 패킷 추출 모듈에 의해 추출된 잡음 톤 중에서 제거할 잡음 톤을 선택하는 잡음 패킷 분석 모듈과;선택된 잡음 톤을 원시데이터에서 제거하는 잡음 톤 제거 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 레이더 수신기.
청구항 14
제 13 항에 있어서, 상기 잡음 패킷 추출 모듈은
잡음 패킷으로부터 잡음 톤의 위치를 추출하는 방법, 원시데이터로부터 잡음 톤의 위치를 추출하는 방법 중 적어도 하나에 의해 잡음 톤의 위치를 추출하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 영상 레이더 수신기.
청구항 15
제 1 항, 제 4 항 내지 제 11 항 중 어느 하나의 항에 따른 영상 레이더 수신기의 디지털 영역에서의 잡음 톤발명의 설명
기 술 분 야
본 발명은 영상 레이더 수신기의 디지털 영역에서의 잡음 톤 제거기술에 관한 [0001] 것으로, 특히 하드웨어적인 특성으로 인해 디램핑된 신호에 원하지 않는 잡음 톤이 발생할 경우 이를 제거하기 위한 영상 레이더 수신기의 디지털 영역에서의 잡음 톤 제거 방법, 이를 위한 영상 레이더 수신기 및 프로그램 기록매체에 관한 것이다.
배 경 기 술
[0002] 도 1은 종래 기술에 따른 디램핑 구조를 사용하는 레이더 수신기의 구성을 나타낸 블록도이다.
[0003] 도 1을 참조하면, 종래의 디램핑 구조를 사용하는 레이더 수신기는 신호합성부(10)와, 수신부(20)와, 압축 및전송부(30)를 포함하며, 수신부(20)는 IF(Intermediate Frequency)필터, 합성기, LPF(Low Pass Filter),ADC(Analog Digital Converter)를 구비하여 합성된 신호를 기저대역의 수신신호로 변환하고, 압축 및 전송부(30)는 BAQ(Block Adaptive Quantization), 포맷변환기(Formatter), 다운링크(Downlink)를 구비하여 수신신호를 압축 및 저장포맷에 따라 변환하여 지상국으로 다운링크한다.
[0004] 도 1에서와 같이 외부에서 인가되는 클럭이나 전원의 영향으로 부가되는 스퍼리어스나 하모닉과 같은 잡음 톤은시간영역에서는 나타나지 않으나 디램핑 회로에서는 IF 필터와 정합필터를 거친 후 톤의 형식으로 발생한다.
[0005] 도 2는 디램핑 과정에서의 스퍼리어스 톤 현상을 나타낸 도면으로, 도시된 바와 같이 잡음 톤의 영향은 주파수영역에서 톤 형식으로 나타나고, 주파수 영역이 거리 영역인 디램핑의 특성상 최종적으로 실제 영상에서 원하지않는 밝은 선으로 나타난다.
[0006] 종래기술에서는 전술한 문제를 하드웨어적으로 개선한다. 그러나 구현 후에 운용과정에서 노화나 충격으로 다시발생할 수 있다. 또한 위성시스템과 같이 한번 발사 후 접근할 수 없는 특수한 경우에는 더욱 치명적이다
선행기술문헌
특허문헌
[0007] (특허문헌 0001) 대한민국 공개특허 2012-0032170(2012.04.05)
발명의 내용
해결하려는 과제
[0008] 따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 일반적인 목적 종래 기술에서의 한계와 단점에 의해 발생하는 다양한 문제점을 실질적으로 보완할 수 있는 영상 레이더 수신기의 디지털 영역에서의 잡음 톤 제거 방법, 이를 위한 레이더 수신기 및 프로그램 기록매체를 제공하기 위한것이다.
[0009] 본 발명의 보다 구체적인 다른 목적은 디램핑된 신호에 원치 않는 잡음 톤이 발생할 경우 이를 제거할 수 있는영상 레이더 수신기의 디지털 영역에서의 잡음 톤 제거 방법, 이를 위한 레이더 수신기 및 프로그램 기록매체를제공하기 위한 것이다.
과제의 해결 수단
[0010] 이를 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 디램핑 구조를 사용하는 영상 레이더 수신기의 디지털 영역에서의 잡음톤 제거방법에 있어서, (a)디램핑된 영상 신호의 잡음 톤 위치를 추출하는 과정과; (b)상기 (a)과정에 의해 추출된 잡음 톤 중에서 제거할 잡음 톤을 선택하는 과정과; (c)상기 (b)과정에 의해 선택된 잡음 톤을 원시데이터에서 제거하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 디램핑 구조를 사용하는 영상 레이더 수신기의 [0011] 디지털 영역에서의 잡음 톤 제거방법에서, 상기 (a)과정은 잡음 패킷으로부터 잡음 톤의 위치를 검출하는 방법과 원시데이터로부터 잡음 톤의 위치를 검출하는 방법 중 적어도 하나에 의해 이루어질 수 있다.
[0012] 본 발명의 일 실시예에 따른 디램핑 구조를 사용하는 영상 레이더 수신기의 디지털 영역에서의 잡음 톤 제거방법에서, 상기 잡음 패킷으로부터 잡음 톤의 위치를 검출하는 방법은 커브 피팅(curve fitting) 기법을 통해 잡음 패킷에 존재하는 변동(fluctuation) 성분을 제거하는 단계와; 잡음 패킷의 평균과 표준분포로부터 임계치(threshold)를 설정하는 단계와; 상기 임계치를 바탕으로 빅 톤(big tone)을 검출하는 단계와; 상기 임계치를바탕으로 스몰 톤(small tone)을 검출하는 단계를 포함할 수 있다.
[0013] 본 발명의 일 실시예에 따른 디램핑 구조를 사용하는 영상 레이더 수신기의 디지털 영역에서의 잡음 톤 제거방법은, 상기 빅 톤을 검출하는 단계에서 하나의 빅 톤이 검출되더라도 잡음 톤으로 검출할 수 있다.
[0014] 본 발명의 일 실시예에 따른 디램핑 구조를 사용하는 영상 레이더 수신기의 디지털 영역에서의 잡음 톤 제거방법은, 상기 스몰 톤을 검출하는 단계에서 적어도 3개의 패킷에 동시에 존재하거나 특정 주파수에서 하모닉 성분인 경우 검출할 수 있다.
[0015] 본 발명의 일 실시예에 따른 디램핑 구조를 사용하는 영상 레이더 수신기의 디지털 영역에서의 잡음 톤 제거방법에서, 상기 하모닉 성분 검출은 영상 획득 전과 영상 획득 후의 잡음 패킷을 고속퓨리에변환 후 임계치보다높은 피크치를 검출하고, 검출된 피크치를 주파수 변환하여 일정한 주파수(위치)에서 문제가 발생하는 잡음 톤을 검출하는 과정에 의해 이루어질 수 있다.
[0016] 본 발명의 일 실시예에 따른 디램핑 구조를 사용하는 영상 레이더 수신기의 디지털 영역에서의 잡음 톤 제거방법에서, 상기 원시데이터로부터 잡음 톤의 위치를 검출하는 방법은 원시데이터를 방위(azimuth)방향으로 합성하여 잡음 패킷을 검출하는 단계와; 커브 피팅(curve fitting) 기법을 통해 잡음 패킷에 존재하는 변동(fluctuation) 성분을 제거하는 단계와; 잡음 패킷의 평균과 표준분포로부터 임계치(threshold)를 설정하는 단계와; 상기 임계치를 바탕으로 빅 톤(big tone)을 검출하는 단계와; 상기 임계치를 바탕으로 스몰 톤(smalltone)을 검출하는 단계를 포함할 수 있다.
[0017] 본 발명의 일 실시예에 따른 디램핑 구조를 사용하는 영상 레이더 수신기의 디지털 영역에서의 잡음 톤 제거방법에서, 도심지역이나 상대적으로 큰 반사체가 있는 영역의 경우 잡음 패킷을 통한 방법을 적용할 수 있다.
[0018] 본 발명의 일 실시예에 따른 디램핑 구조를 사용하는 영상 레이더 수신기의 디지털 영역에서의 잡음 톤 제거방법에서, 호모지니어스(homogeneous) 영역의 경우 잡음 패킷으로부터 잡음 톤의 위치를 검출하는 방법과 원시데이터로부터 잡음 톤의 위치를 검출하는 방법 두 가지 방법을 동시에 적용할 수 있다.
[0019] 본 발명의 일 실시예에 따른 디램핑 구조를 사용하는 영상 레이더 수신기의 디지털 영역에서의 잡음 톤 제거방법에서, 상기 (c)과정은 잡음 톤이 발생한 위치의 좌우 n개의 픽셀(fixel)을 선택하여 대표값을 획득하는 단계와; 상기 대표값을 위상 연장 역 필터링(Phase-Extension Inverse Filtering; PEIF) 하는 단계를 포함할 수 있다.
[0020] 본 발명의 일 실시예에 따른 디램핑 구조를 사용하는 영상 레이더 수신기의 디지털 영역에서의 잡음 톤 제거방법에서, 상기 대표값은 평균(average), 중간(median), 복합(composite) 방법 중 어느 하나에 의해 획득될 수 있다.
[0021] 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 레이더 수신기는 수신신호를 디램핑 레퍼런스(Deramping Reference)에 따라합성하는 신호합성부와; 상기 신호합성부에 의해 디램핑된 신호를 기저대역의 수신신호로 변환하는 수신부와;상기 수신부로부터 수신한 신호를 압축 및 저장포맷에 따라 변환하여 지상국으로 다운링크하는 압축 및 전송부와; 상기 압축 및 전송부로부터 다운링크된 원시데이터(raw data)로부터 잡음패킷을 추출하고, 주파수영역에서분석하여 추출된 잡음 톤을 제거하는 영상처리부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
[0022] 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 레이더 수신기에서, 상기 영상처리부는 디램핑된 영상 신호의 잡음 톤 위치를추출하는 잡음 패킷 추출 모듈과; 상기 잡음 패킷 추출 모듈에 의해 추출된 잡음 톤 중에서 제거할 잡음 톤을선택하는 잡음 패킷 분석 모듈과; 선택된 잡음 톤을 원시데이터에서 제거하는 잡음 톤 제거 모듈을 포함할 수있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 영상 레이더 수신기에서, 상기 잡음 패킷 추출 [0023] 모듈은 잡음 패킷으로부터 잡음 톤의 위치를 추출하는 방법, 원시데이터로부터 잡음 톤의 위치를 추출하는 방법 중 적어도 하나에 의해 잡음 톤의위치를 추출하도록 구성될 수 있다.
발명의 효과
[0024] 본 발명에 따른 영상 레이더 수신기의 디지털 영역에서의 잡음 톤 제거 방법, 이를 위한 영상 레이더 수신기 및프로그램 기록매체에 의하면, 하드웨어적인 특성으로 인해 디램핑된 신호에 원치 않는 잡음 톤이 발생할 경우잡음 톤과 수신신호의 특성분석을 통해 잡음 패킷과 원시데이터로부터 잡음 톤을 추출하고, 추출된 잡음 톤으로부터 실제 제거할 잡음 톤을 선택한 다음 최종적으로 잡음 톤 제거 기법을 통해 원시데이터 상에서 잡음 톤을제거할 수 있다. 이에 따라 목표물 정보의 손실을 최소화하면서 잡음 톤에 의한 영상저하를 감소시킬 수 있다.
도면의 간단한 설명
[0025] 도 1은 종래 기술에 따른 디램핑 구조를 사용하는 레이더 수신기의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2는 디램핑 과정에서의 스퍼리어스 톤 현상을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 수신기의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 레이더 수신기의 디지털 영역에서의 잡음 톤 제거과정을 나타낸 흐름도이다.
도 5 및 도 6은 잡음 패킷으로부터 잡음 톤의 위치를 검출하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 잡음 패킷의 하모닉 성분을 검출하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 8 및 도 9는 원시데이터로부터 잡음 톤의 위치를 검출하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 대표값 설정을 위한 픽셀 선택방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 잡음 톤을 제거하기 전, 후의 특정지역의 영상을 비교하여 나타낸 도면으로, 도 11 및 도 12의 비포(before)는 잡음 톤을 제거하기 전의 원시데이터를 나타낸 것이고, 도 11의및 도 12의 애프터(after)는 잡음 톤을 제거한 후의 원시데이터를 나타낸 것이다.
발명을 실시하기 위한 구체적인 내용
[0026] 이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
[0027] 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 판례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
[0028] 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 수신기의 구성을 나타낸 블록도이다.
[0029] 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 레이더 수신기(1)는 신호합성부(100)와, 수신부(200)와, 압축 및 전송부(300), 지상국(400) 및 영상처리부(500)를 포함한다.
[0030] 상기 신호합성부(100)는 수신신호(Received Signal)를 디램핑 레퍼런스(Deramping Reference)에 따라합성한다.
[0031] 상기 수신부(200)는 IF(Intermediate Frequency)필터(210), 합성기(220, 222), LPF(Low Pass Filter, 저역통과필터)(230, 232), ADC(Analog Digital Converter, 아날로그디지털변환기)(240, 242), PLL(Phase Locked Loop,위상동기회로)(250)를 구비하여 신호합성부(100)에 의해 디램핑된 신호를 기저대역의 수신신호로 변환한다. 여기서, ADC(240, 242)의 클럭을 발생시키는 PLL(250)의 레퍼런스(reference) 클럭은 3.75MHz, PLL(250) 출력의클럭 주파수 조절단위는 3.75MHz가 될 수 있다.
상기 압축 및 전송부(300)는 BAQ(Block Adaptive Quantization, 적응적 블록 양자화)([0032] 310, 312), 포맷변환기(320), 다운링크(Downlink)(330)를 구비하여 수신부(200)로부터 수신한 신호를 압축 및 저장포맷에 따라 변환하여 지상국(400)으로 다운링크한다.
[0033] 상기 영상처리부(500)는 잡음 패킷 추출 모듈(510), 잡음 패킷 분석 모듈(520), 잡음 톤 제거 모듈(530)을 구비하여 압축 및 전송부(300)로부터 지상국(400)으로 다운링크된 L0 원시데이터(raw data)로부터 잡음 패킷을 추출하고, 주파수영역에서 분석하여 추출된 잡음 톤을 제거한다.
[0034] 전술한 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이더 수신기에서의 잡음 톤 제거방법에 대해 설명하면 다음과 같다.
[0035] 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 레이더 수신기의 디지털 영역에서의 잡음 톤 제거방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
[0036] 도 4를 참조하면, 잡음 톤 제거방법은 잡음 톤 위치 추출 과정(S100)과, 추출된 잡음 톤 중에서 제거할 잡음 톤을 선택하는 과정(S200)과, 추출된 잡음 톤을 원시데이터(raw data)에서 제거하는 과정(S300) 및 원시데이터 갱신(update) 과정(S400)으로 이루어진다.
[0037] 잡음 톤의 위치는 크게 두 가지 방식으로 추출할 수 있다. 즉, 잡음 패킷으로부터 잡음 톤의 위치를 검출하는방법과 원시데이터로부터 직접 잡음 톤의 위치를 검출하는 방법이 있다.
[0038] 첫째, 잡음 패킷으로부터 잡음 톤의 위치를 검출하는 방법은 다음과 같다.
[0039] 도 5 및 도 6은 잡음 패킷으로부터 잡음 톤의 위치를 검출하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

[0040] 도 5 및 도 6을 참조하면, 먼저, 커브 피팅(curve fitting) 기법을 통해 잡음 패킷에 존재하는 변동(fluctuation) 성분을 제거한다(S110).
[0041] 일반적으로 영상레이더는 원시데이터를 획득하기 전과 후에 하드웨어의 상태 및 각종 정보를 획득하기 위해 다양한 데이터를 수집한다. 잡음 패킷도 그 중 하나이다. 전체적인 하드웨어의 잡음 레벨을 확인하기 위해 원시데이터를 획득하기 전(Start Noise Packet)과 후(Stop Noise Packet)에 잡음 패킷을 획득한다. 이 패킷은 하드웨어의 정보가 고스란히 담겨있기 때문에 이 데이터를 통해 하드웨어로부터 생성된 잡음 톤의 위치를 추출할 수있다.
[0042] 잡음 패킷은 디램핑된 신호에서 거리 데이터는 거리 주파수와 같은 도메인이므로 문제가 되는 잡음 톤을 추출하기 위해서는 잡음 패킷을 주파수 변환하여 일정한 주파수(위치)에서 문제가 발생하는 잡음 톤을 찾으면 된다.
[0043] 그러나 잡음 패킷의 경우 자체적으로 느린 변동(slow fluctuation)이 존재하기 때문에 임계치(Threshold)를 잡아 잡음 톤을 추출할 경우 검출 감도(sensitivity)가 감쇠하는 등 문제가 발생할 수 있다. 따라서 우선적으로커브 피팅(curve fitting) 기법을 통해 잡음 패킷에 존재하는 변동(fluctuation) 성분을 제거한다.
[0044] 다음으로, 잡음 패킷의 평균(mean)과 표준분포(std.)를 구하고 이를 바탕으로 임계치를 설정한다(S111). 기본적으로 임계치는 평균 + w x 표준분포로 설정하며, w는 가중치로서 영상의 특성에 따라 경험적으로 설정한다.
[0045] 다음으로, 빅 톤(big tone)을 검출한다(S112). 빅 톤은 전력이 큰 잡음으로 임계치를 높게 설정하여 검출하며,하나의 패킷에서만 검출되더라도 검출한다.
[0046] 다음으로, 스몰 톤(small tone)을 검출한다(S113). 스몰 톤은 임계치를 낮게 설정하여 검출하며, 3개의 패킷 이상에 동시에 존재하거나 문제의 근원 주파수의 하모닉 성분(대개 ADC 구동주파수 등)을 검출한다.
[0047] 도 7은 잡음 패킷의 하모닉 성분을 검출하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
[0048] 도 7을 참조하면, 하모닉 성분을 검출하는 과정은 잡음 패킷 추출(S120), 영상 획득 전, 후의 잡음 패킷(S121,122)을 고속퓨리에변환(FFT, 123, 124) 후 임계치보다 높은 피크치를 검출하고(S125, 126) 주파수 변환하여(127, 128) 일정한 주파수(위치)에서 문제가 발생하는 잡음 톤을 검출하는 과정(S129)으로 이루어진다.
[0049] 둘째, 원시데이터로부터 잡음 톤의 위치를 추출하는 방법은 다음과 같다.
[0050] 도 8 및 도 9는 원시데이터로부터 잡음 톤의 위치를 검출하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
[0051] 도 8 및 도 9를 참조하면, 먼저, 원시데이터를 방위(azimuth)방향으로 합성하여 잡음 패킷을 검출한다(S130).
잡음 톤은 동일한 거리위치에 존재하는 반면 표적이나 배경에 의한 신호는 RCM의 영향에 의해 포물선으로 존재하는 특성을 가지고 있다. 결국 방위방향으로 합성하여 하나의 거리 프로파일을 생성하면 잡음 톤은 동일한 위치로 합성되어 크게 나타나는 반면 신호는 퍼지게 된다. 이 합성된 기준 신호를 통해 잡음 톤의 위치를 검출할수 있다.
다음으로, 잡음 패킷으로부터 잡음 톤의 위치를 검출하는 과정과 동일한 과정 [0052] 즉, 커브 피팅을 통해 변동성분을제거하는 과정(S131), 임계치 설정 과정(S132), 빅톤 검출 과정(S133), 스몰톤 검출 과정(S134)을 진행하여 잡음 톤의 위치를 검출할 수 있다.
[0053] 다시 도 4를 참조하면, 전술한 S100 과정을 통해 추출된 잡음 톤 중에서 제거할 잡음 톤을 선택한다(S200). 잡음 패킷과 원시데이터를 통해 검출된 잡음 톤은 영상의 특성에 따라 선별적으로 사용한다. 기본적으로 잡음 패킷을 통해 검출된 잡음 톤은 필수적으로 제거해야할 잡음 특성이므로 모든 영상에 사용할 수 있다.
[0054] 그러나 원시데이터를 사용하여 검출된 잡음 톤의 경우 영상 특성에 따라 선별적으로 사용해야 한다. 영상의 일부에 큰 반사체가 존재할 경우 잡음 톤 검출에 실패하거나 잘못된 잡음 톤을 검출할 가능성이 존재하기 때문이다.
[0055] 예를 들면, 도심지역이나 큰 반사체가 있는 영역의 경우 잡음 패킷을 통한 방법만을 사용하고 호모지니어스(homogeneous) 영역의 경우 두 가지 방법을 동시에 적용해야 잡음 톤을 빠뜨리지 않고 제거할 수 있다.
[0056] 다음으로, 원시데이터에서 잡음 톤을 제거한다(S300). 잡음 톤 제거 과정은 우선, 전술한 과정에서 검출된 잡음톤의 위치를 바탕으로 도 10에 도시된 바와 같이 잡음 톤이 발생한 위치의 좌우 n개의 픽셀(fixel)을 선택하여대표값을 찾는다.
[0057] 그런 다음 해당 잡음 톤의 크기(amplitude)가 대표값을 갖도록 위상 연장 역 필터링(Phase-Extension InverseFiltering; PEIF)을 적용한다. PEIF는 기존의 잡음 톤 위치의 위상(phase)정보는 그대로 유지한 채 크기만을 줄이는 방식으로 이러한 필터링은 목표물의 특성이 위상정보에도 담겨있는 SAR 영상의 특성상 목표물 정보의 손실을 최소화하면서 잡음 톤에 의한 영상 저하를 줄일 수 있다.
[0058] 대표값을 획득하는 방법으로 3가지 방법을 적용할 수 있다. 즉, 평균(average), 중간(median) 및 복합(composite) 방법이다. 호모지니어스한 영상의 경우 주변 픽셀 크기의 변동폭이 작으므로 평균 방법을 사용하여대표값을 구하고, 주변 픽셀 크기의 변동폭이 큰 영상의 경우 중간 방법을 사용하여 대표값을 구한다. 그리고합(average와 median의 가중치 평균) 방법은 두 방법을 통합한 것으로 영상의 특성에 따라 가중치를 변경하여평균 방법과 중간 방법의 장점을 동시에 획득할 수 있다.
[0059] 다음으로, 원시데이터를 갱신하고(S400) 잡음 톤 검출과정을 종료한다.
[0060] 도 11과 도 12는 전술한 과정을 통해 잡음 톤을 제거하기 전, 후의 영상을 비교하여 나타낸 것으로, 도 11 및도 12의 before는 잡음 톤을 제거하기 전의 특정 지역의 원시데이터를 나타낸 것이고, 도 11 및 도 12의 after는 잡음 톤을 제거한 후의 특정 지역의 원시데이터를 나타낸 것으로 이들 도면을 통해 원시데이터 상에서 잡음톤이 제거되었음을 확인할 수 있다.
[0061] 본 발명의 실시예들은 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령을 포함하는 컴퓨터 판독가능 매체를 포함한다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 로컬 데이터 파일, 로컬 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크와같은 자기-광 매체, 및 롬, 램, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된하드웨어 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.
[0062] 한편, 본 발명의 상세한 설명 및 첨부도면에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명은 개시된 실시예에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다.
[0063] 따라서, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이특허청구범위와 균등한 것들을 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.
부호의 설명
[0064] 1 : 레이더 수신기
100 : 신호합성부
200 : 수신부 210 : IF필터
220, 222 : 합성기 230, 232 : LPF
240, 242 : ADC 250 : PLL
300 : 압축 및 전송부 310, 312 : BAQ
320 : 포맷변환기 330 : 다운링크
400 : 지상국
500 : 영상처리부 510 : 잡음 패킷 추출 모듈
520 : 잡음 패킷 분석 모듈 530 : 잡음 톤 제거 모듈