The Realization of Panoramic Infrared Image Enhancement and Warning System for Small Target Detection

소형 표적 탐지를 위한 파노라믹 적외선 영상 향상 장치 및 경보시스템 구현

In this paper, we realize the panoramic infrared warning system to detect the small threaten object and propose the infrared image enhancement method to improve the warning ability of this system. This system composes of the sense head unit, the signal processing unit, and so on. In the proposed system, the sense head unit acquires the panoramic IR image with 360 degree field of view(FOV) by rotating the thermal sensor. The signal processing unit divides panoramic image into four sub-images with 90 degree FOV and computes the adaptive plateau value by using statistical characteristics of each subimage. Then the histogram equalization is performed for each subimage by using the adaptive plateau value. We realize the signal Processing unit by using the DSP and FPGA to perform the proposed method in real time. Experimental results show that the proposed method has better discrimination and lower false alarm rate than the conventional methods in this warning system.

본 논문에서는 소형 위협체를 조기에 탐지하여 위치를 알려주는 파노라믹 적외선 영상 경보 장치를 구현하였고, 경보 성능 향상을 위한 적외선 영상 향상 기법을 제안하였다. 구현 장치는 센서 헤드 유닛, 신호 처리 유닛 등으로 구성된다. 센서 헤드 유닛은 1차원 다중 배열 적외선 센서를 정속으로 고속 회전하여 360도의 넓은 시계 영역을 가지는 파노라믹 열영상을 획득한다. 신호 처리 유닛은 파노라믹 영상을 90도의 부영상으로 나누고, 각 부영역의 통계적 특성에 따라 적응적 평탄역값(adaptive plateau value)을 구한다 그리고 적응적 평탄역값으로 히스토그램을 변화시킴으로써 위협체을 두드러지게 하였으며, 실시간 처리를 위하여 DSP와 FPGA를 이용하여 장치를 구현하였다. 구현 시스템에 제안한 영상 향상 기법을 적용한 결과 기존 기법에 비해 오경보율이 낮음과 시각적으로 위협체의 식별이 용이함을 확인하였다.