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실제 SAR 영상에서의 최소 엔트로피 기반의 자동 초점 기법 연구
황정훈(Jeonghun Hwang),신현익(Hyun-Ik Shin),김환우(Whan-Woo Kim) 한국전자파학회 2018 한국전자파학회논문지 Vol.29 No.5
항공기 탑재 SAR(Synthetic Aperture Radar)의 경우 요동의 발생은 필수적이며, 요동 보상 이후 완전히 제거되지 않은 잔여 오차에 의한 품질 저하를 개선하기 위한 자동 초점(Autofocus: AF) 기법은 반드시 필요하다. 본 논문에서는 스포트라이트 모드(spotlight mode)로 획득한 실제 SAR 영상에서 견고한 성능 개선이 가능한 최소 엔트로피(Minimum-Entropy: ME) 기반의 자동초점 기법을 제시한다. AF의 반복 적용 시마다 위상 오차 추정치가 단조 감소 조건을 만족하는지를 확인하고 이를 어긋날 경우, 조건을 만족하도록 위상 오차 추정 크기를 조정하는 기법을 제안한다. 실제 SAR 원시데이터에 제안한 방식을 적용하고 성능 비교를 수행하여 제안한 방식의 우수함을 보이도록 한다. In cases of airborne equipped with SAR, because the occurrence of motion is inevitable, it is necessary to apply autofocus techniques to SAR images to improve the image performance degradations caused by residual errors. Herein, a robust autofocus algorithm based on the minimum entropy criteria is proposed for the real SAR data in the spotlight mode. The convergence condition of the phase error estimation is checked at every iteration and if it is violated, the size of the phase error estimation is adjusted to the convergence condition. The real SAR raw data is used to demonstrate the excellent performance of the proposed algorithm.
항공기 탑재 SAR에서 거리 도플러 알고리듬을 이용한 Stripmap 데이터의 Spotlight SAR 처리 기법
황정훈(Jeonghun Hwang),김형석(Hyung-Suk Kim),윤상호(Sang-Ho Yoon) 한국전자파학회 2021 한국전자파학회논문지 Vol.32 No.9
광역 빔 폭으로 획득한 stripmap SAR 원시데이터에 대해서 RDA(range doppler algorithm)을 이용하여 spotlight SAR 영상 형성 시 필요한 고려 사항들을 제시한다. 항공기 탑재 SAR(synthetic aperture radar)에서 영상 품질 개선을 위해 필수적인 자동 초점(autofocus, AF) 기법 적용 시 RDA에 의한 spotlight 영상 형성 이후 필요한 전처리 기법들을 제안한다. 그리고 spotlight 영상 블록들의 방위 방향 매칭을 통해 광역의 stripmap SAR 영상 형성이 가능함을 보이도록 한다. 자체 비행시험을 통해 확보한 stripmap SAR 원시데이터에 제안한 처리 기법을 적용한 결과를 통해 제안 기법의 유효성을 입증하도록 한다. This study presents the considerations needed to create a spotlight SAR image of wide beam stripmap data using a range doppler algorithm (RDA). We propose applying preprocessing methods to the conventional autofocus method, which is necessary for airborne SAR to spotlight images captured by the RDA. Finally, it is proven that a wide swath stripmap SAR image can be generated through the azimuth matching of spotlight image blocks. The wide beam stripmap raw data acquired by the flight test was used to validate the proposed processing method.
스포트라이트 모드 SAR 영상 형성에서의 수정된 가중치 최소 자승기법에 의한 자동 초점 알고리즘
황정훈(Jeonghun Hwang),신현익(Hyun-Ik Shin),김환우(Whan-Woo Kim) 한국전자파학회 2017 한국전자파학회논문지 Vol.28 No.11
요동이 존재하는 환경에서 항법 장비 정확도의 한계 및 시스템 지연 오차 등으로 방위 위상 오차가 필연적으로 발생하는 항공기 탑재 SAR(Synthetic Aperture Radar)의 경우, 방위 위상 오차를 신호처리 알고리즘으로 추정하고 보상하는 자동 초점(Autofocus: AF) 기법 적용이 필수적이다. 본 논문에서는 수정된 가중치 최소 자승기법(Modified Weighted Least-Squares: MWLS)에 의한 자동 초점 알고리즘을 제안한다. 새로운 방식의 표적 선정 및 정렬과 방위 방향 반복 위상 추정방식을 통해 기존 WLS보다 견고한 성능을 보이게 된다. 비행 시험을 통해 획득한 SAR 원시데이터에 제안한 방식을 적용하고 성능을 분석하여 제안한 방식의 유효함과 우수성을 입증하도록 한다. In the existence of motion, azimuth phase error due to accuracy limitation of GPS/IMU and system delay is unavoidable and it is essential to apply autofocus to estimate and compensate the azimuth phase error. In this paper, autofocus algorithm using MWLS(Modified WLS) is proposed. It shows the robust performance compared with original WLS using new target selection/sorting metric and iterative azimuth phase estimation technique. SAR raw data obtained in a captive flight test is used to validate the performance of the proposed algorithm.
실시간 영상형성 및 원시데이터 획득용 SAR 테스트 베드
신현익,권경일,윤상호,김형석,황정훈,고영창,유응노,김진우,Shin, Hyun-Ik,Kwon, Kyoung-Il,Yoon, Sang-Ho,Kim, Hyung-Suk,Hwang, Jeonghun,Ko, Young-Chang,You, Eung-Noh,Kim, Jin-Woo 한국군사과학기술학회 2017 한국군사과학기술학회지 Vol.20 No.2
Synthetic aperture radar(SAR) has been widely used for reconnaissance. It provides high-resolution, day-and-night and weather-independent images for a multitude of applications. Because SAR coherently combines many viewing angles to effectively create a large aperture(narrow beam) radar, the test-bed should be capable of moving straightly SAR sensor for the integration angle to meet resolution. This paper describes the test-bed developed to test and evaluate the SAR performance. It forms high-quality images in real time and saves the raw data for the purpose of post processing on the ground.