레이다 데이터로부터 ISAR(Inverse Synthetic Aperture Radar) 영상을 생성 할 때 가장 보편적으로 사용되는 것이 FFT 알고리즘이다. FFT 알고리즘을 넓은 방위각 데이터에 적용할 때는 MTRC(Moving Through Resolution Cell) 현상으로 영상의 번짐이 발생하는데 이를 보정하기 위하여 polar formatting 기법을 적용한다. 그러나 polar formatting도 적용할 수 있는 각도의 한계가 존재하며 만약 지나치게 넓을 경우 polar formatting을 적용하여도 원하는 영상을 얻을 수 없게 된다. 이 논문에서는 ISAR 영상 생성시 내삽법을 사용하는 polar formatting기법과 polar formatting의 단점인 내삽법을 사용하지 않는 CDT(Coherent Doppler Tomography) 기법을 비교하여 각각의 장단점을 분석하였다.
In inverse synthetic aperture radar (ISAR) imaging, An ISAR autofocusing algorithm is essential to obtain well-focused ISAR images. Traditional methods have relied on the approximation that the phase error due to target motion is a function of the cross-range dimension only. However, in the stepped-frequency radar system, it tends to become a two-dimensional function of both down-range and cross-range, especially when target's movement is very fast and the pulse repetition frequency (PRF) is low. In order to remove the phase error along down-range, this paper proposes a method called SAEM (subarray averaging and entropy minimization) [1] that uses a subarray averaging concept in conjunction with the entropy cost function in order to find target motion parameters, and a novel 2-D optimization technique with the inherent properties of the proposed entropy-based cost function. A well-focused ISAR image can be obtained from the combination of the proposed method and a traditional autofocus algorithm that removes the phase error along the cross-range dimension. The effectiveness of this method is illustrated and analyzed with simulated targets comprised of point scatters.
This paper presents an asymptotic analysis method using the PO(physical optics) approximation technique to analyze the scattering contribution of an electrically large object partially coated with a radar absorbing material(RAM). By using the feature of the PO technique that can calculate the equivalent current value for each mesh independently, instead of analyzing the entire structure, scattering analysis was performed only by calculating the current on the area where the RAM coating is applied. By the numerical examples, the accuracy and the computation time of the proposed method were verified, and the computational efficiency of inverse synthetic aperture radar(ISAR) of the electrically large objects that require enormous resources is improved.
비협조적 표적식별(NCTR, Non-Cooperative Target Recognition)은 전자정보 등 다른 체계의 지원 없이 레이다 자체적으로 표적을 식별하는 기능을 말한다. 이를 구현하기 위한 대표적인 방법 중 하나인 역합성개구레이다(ISAR) 영상은 표적의 기동 및 위치에 따라 크게 변하기 때문에 기종을 판단할 수 있는 데이터베이스 없이 이를 자동으로 식별하기란 매우 어렵다. 본 연구에서는 실측 영상이 부족한 상황에서도 ISAR 영상 시뮬레이션 및 딥러닝 기법을 활용한 식별 데이터베이스 구축방안에 대해 논한다. 다양한 레이다 운용 환경에 따라 변화하는 ISAR 영상을 모사하기 위해 '완전 산란체', '결손 산란체', 'JEM 잡음'으로 명명한 영상 형성 과정을 거쳐 이를 학습하는 모델을 제안한다. 이 모델의 학습 결과를 통해 유사한 형상의 시뮬레이션 영상은 물론 처음 입력된 실측 ISAR 영상도 식별할 수 있음을 확인하였다.
International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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제18권1호
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pp.129-137
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2017
When the micro-Doppler (MD) image of a ballistic missile is derived, the translational motion compensation (TMC) method is usually applied to the inverse synthetic aperture radar (ISAR) image, but yields poor results because of the micro-motion of the ballistic missile. This paper proposes an efficient TMC method to obtain a focused MD image of a ballistic missile engaged in complicated micro-motion. During range alignment, range profiles (RPs) are coarsely aligned by using the 1D entropy cost function of RPs as a mark, then the coarsely-aligned RPs are fine-aligned by using the minimum 2D entropy of the MD image. During phase adjustment, the gradient of the phase error is appropriately weighted and added to the previous phase error to further fine-tune the aligned RPs. In simulations using the point scatterer model and the measured data from the real missile model, the proposed method provided better image focus than the existing method.
본 논문에서는 ISAR 영상을 이용하여 표적을 식별하기 위한 알고리즘을 제안한다. 표적의 식별은 최소한의 시간에 정확하게 이루어져야 한다. 그러나 기존의 방식은 ISAR 영상을 그대로 이용하기 때문에 같은 표적에 대한 영상이더라도 레이더에서 표적까지의 거리, 표적의 운동방향 및 속도에 따라 ISAR영상이 변하는 문제점이 있다. 표적의 회전 및 크기 변화에 대해 변하지 않고, 차원이 낮으며, 표적 식별에 필요한 중요한 정보를 포함하는 특징만 영상에서 추출하여 식별에 이용함으로써 정확도는 높이고 계산량과 계산 시간을 줄일 수 있다. 위의 나열된 특성벡터가 갖춰야 할 조건을 만족시키기 위해 본 논문에서는 극사상법 및 적절한 구분기를 제안하며, 기존의 방식과 비교하여 성능을 평가한다
PGA(phase gradient autofocus) has been widely used to remove motion induced phase errors in the ISAR(inverse synthetic aperture radar) imaging. The critical process for the processing time and image quality is windowing stage in PGA. In this paper, the new method to determine window size based on polynomial least square approximation is proposed. Moreover, dominant range bins are selected for efficient phase error estimation, which improve image quality and speed up convergence. The simulation results show that the proposed algorithm provides high quality ISAR images while computational efficiency of inherent PGA is retained.
많은 시간-주파수 영역 해석법들이 레이다 영상의 이동보상기법에 적용되어져 오고 있다. 이 논문에서는 새로운 시간-주파수 영역 해석법으로서 진화 프로그래밍을 이용한 적응 웨이브릿 변환과 적응 시간-주파수 영역 해석법을 제안하고 이들을 움직이는 표적물에 대한 2차원 레이다 영상의 이동보상기법에 적용해 본다. 제안하는 알고리즘의 타당성을 증명하기 위해서, 우리는 MIG-25와 B-727 데이터를 이용하였다. 진화 프로그래밍을 이용한 적응 웨이브릿 변환과 적응 시간-주파수 영역 해석법을 이용한 레이다 영상은 다른 시간-주파수 영역 해석법과 마찬가지로 퍼짐 현상이 제거된 깨끗한 영상을 얻을 수 있음을 보여 준다.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제13권7호
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pp.3620-3637
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2019
Since the birth of Synthetic Aperture Radar (SAR), it has been widely used in the military field and so on. However, the existence of speckle noise makes a good deal inconvenience for the subsequent image processing. The continuous development of sparse representation (SR) opens a new field for the speckle suppressing of SAR image. Although the SR de-noising may be effective, the over-smooth phenomenon still has bad influence on the integrity of the image information. In this paper, one novel SAR image de-noising method based on residual image fusion and sparse representation is proposed. Firstly we can get the similar block groups by the non-local similar block matching method (NLS-BM). Then SR de-noising based on the adaptive K-means singular value decomposition (K-SVD) is adopted to obtain the initial de-noised image and residual image. The residual image is processed by Shearlet transform (ST), and the corresponding de-noising methods are applied on it. Finally, in ST domain the low-frequency and high-frequency components of the initial de-noised and residual image are fused respectively by relevant fusion rules. The final de-noised image can be recovered by inverse ST. Experimental results show the proposed method can not only suppress the speckle effectively, but also save more details and other useful information of the original SAR image, which could provide more authentic and credible records for the follow-up image processing.
본 논문은 임펄스 초광대역 레이다를 이용한 ISAR 영상의 기하보정 방법에 대해 서술하였다. 임펄스 초광대역 레이다는 시간영역에서 신호처리를 하므로 다중 경로, 간섭 문제 등이 일어나지 않는 장점이 있다. 안테나와 대상체 사이의 송수신 신호를 평면파라고 가정하면, ISAR 기하 모델에서 회전축의 중심을 점표적을 이용하여 계산한다. 수신 데이터에서 합성을 수행하기 전, 점표적은 최대 점의 위치를 최소 자승법으로 근사하여 회전축의 중심을 알아낼 수 있다. 이 방법은 대조비가 더 뛰어난 영상을 얻을 수 있었고, 엔트로피도 가장 큰 값을 가질 수 있었다. 이러한 방법은 장비를 최초 작동하거나 주기적으로 사용되어서 회전축의 중심을 보상하여 영상 합성을 할 것이다. 의료나 보안 감시와 같은 고정된 기하를 가지는 영상화 장비에서 유용하게 사용될 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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