적외선 검출기의 불량화소 검출과 보상에 관한 연구
A Study on Detection and Compensation of Defective Pixels for an Infrared Detector
초록/요약
이 논문은 적외선 검출기의 시변 불량화소에 대한 검출과 보상에 관한 연구이다. 시변 불량화소는 입력되는 신호와 무관하게 화소의 출력 값이 임의로 변화하는 특정 화소를 의미하며 적외선 검출기 제조 공정에 발생할 뿐 아니라 극저온 동작 구조 특성상 사용 중에도 발생한다. 이는 정밀 표적의 관측에 있어 중요한 영향을 미치며 전체적인 영상 화질 성능을 악화시킨다. 이러한 이유로 실시간 시변 불량화소의 검출과 보상이 요구된다. 이 논문은 하드웨어의 자원 제약이 있는 시스템에서 시변 불량화소의 검출과 보상에 대한 실시간 신호처리 구조의 제안과 성능 입증을 목표로 한다. 여기에 사용된 방법은, 적외선 검출기의 고유특성인 불 균일에 대한 보정을 2점 보상방법으로 수행된 연속 영상 프레임에서의 시변 불량화소의 특성을 분석하였다. 분석된 정보를 바탕으로 영상의 각 프레임의 평균 값과 표준편차 정보를 이용하여 시간당 출력 변화량이 문턱치를 초과하는 화소를 시변 불량화소로 검출하였다. 시변 불량화소의 보상은 주변의 인접 화소를 이용한 보간법을 적용하였다. 주요 결과는 첫째, 보상전과 보상후의 영상이 시각적으로 현저한 개선 효과가 있음을 확인하였다. 둘째, 실시간 구현이 가능한 시변 불량화소의 검출과 보상 방법에 대한 신호처리 구조를 MATLAB으로 구현 입증하였다. 셋째, 입증된 방법은 하드웨어의 자원 제약이 있는 실 적외선 영상 장비에 적용이 용이하다고 판단한다. 제안된 방법은 사용중 발생하는 시변 불량화소에 대해서도 실시간 검출과 보상을 제공하므로 운용자의 표적 탐색 용이성 및 정확성을 높일 수 있다. 또한 시변 불량화소의 검출 방법은 영상을 이용한 표적 탐지 및 추적 장비에 있어서 표적 탐지 기법으로도 활용할 수 있을 것이다.
more초록/요약
In this thesis, we propose an automatic defective pixel detection and compensation method for infrared image sensors. The defective pixels are induced not only when the sensor are manufactured but also when the sensors operate. A real time structure of the time-varying defective pixel detection and compensation is developed for the systems which have limited hardware resources. For the detection of defective pixels, the signal variation of each pixel in the non-uniformity corrected frame images is used and then the defective pixels are compensated by the average value of 8-neighbor pixels. As a real time video experiments, the proposed method shows a good performance for the detection and compensation of defective pixels and the method can be used for image based target detection and tracking systems as well.
more목차
국문요약 = iv
제1장 서론 = 1
제2장 적외선 카메라와 불균일 보정 = 3
제2.1절 적외선카메라 = 3
제2.2절 적외선 검출기 = 5
제2.3절 불균일 보정 = 8
제3장 시변 불량화소의 특성 분석과 검출 및 보상 고찰 = 14
제3.1절 시변 불량화소의 특성 분석 = 14
제3.2절 시변 불량화소의 검출 및 보상 = 22
제3.2.1항 시변 불량화소의 검출 = 22
제3.2.2항 시변 불량화소의 보상 = 26
제4장 검출 및 보상 신호처리구조 제안 및 시험 결과 = 27
제4.1절 검출 및 보상 신호처리구조 제안 = 27
제4.2절 시험 결과 및 고찰 = 29
제5장 결론 = 32
참고문헌 = 33
Abstract = 34
