영상 패치 균질도를 이용한 항공 탑재 초점면배열 중적외선 카메라 영상 기반 불균일 보정 기법 연구
A Study of the Scene-based NUC Using Image-patch Homogeneity for an Airborne Focal-plane-array IR Camera
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초록
중적외선 카메라의 초점면배열 검출기는 검출기 화소마다 응답 특성이 달라 검출기 화소 간 불균일이 발생한다. 또한 카메라 운용 중 카메라 내부 발열 등의 영향으로 영상에 불균일이 발생한다. 이 문제를 해결하기 위해 카메라 제작 단계에서 흑체를 이용해 검출기 화소 간 차이 교정 용으로 이득과 오프셋 테이블을 생성해 보정하는 것이 일반적이다. 장비 운용 중 내부 발열 등에 의한 불균일을 보정하는 방법은 입력 영상을 기반으로 한 새로운 오프셋 값을 생성하는 방법을 사용한다. 본 논문에서는 장비 운용 중 발생하는 영상 불균일 보정을 위한 방법으로 입력되는 영상을 블록 형태의 패치로 분할한 후 균질한 영상 패치만 불균일 보정 테이블 생성에 사용하는 기법을 제안하였다. 제안된 기법은 불균일 보정 테이블 생성을 위해 획득하는 영상의 카메라 시선 움직임으로 인해 발생하는 움직임 자국 형태의 인공 패턴 노이즈 발생을 방지할 뿐만 아니라, 적은 수의 영상으로도 불균일 보정 성능 향상을 꾀할 수 있다. 실험 결과 기존 전통적인 영상 기반 불균일 보정 방법에서 발생하는 영상 흐름 자국 형태의 왜곡이 발생하지 않았으며 기존 방법 대비 50% 이상 적은 수의 영상으로도 양호한 보정 성능을 확인할 수 있었다.
Abstract
The detector of a focal-plane-array mid-wave infrared (MWIR) camera has different response characteristics for each detector pixel, resulting innonuniformity between detector pixels. In addition, image nonuniformity occurs due to heat generation inside the camera during operation. To solvethis problem, in the process of camera manufacturing it is common to use a gain-and-offset table generated from a blackbody to correct the differencebetween detector pixels. One method of correcting nonuniformity due to internal heat generation during the operation of the camera generates a newoffset value based on input frame images. This paper proposes a technique for dividing an input image into block image patches and generating offset values using only homogeneous patches, to correct the nonuniformity that occurs during camera operation. The proposed technique may not only generate a nonuniformity-correction offset that can prevent motion marks due to camera-gaze movement of the acquired image, but may also improve nonuniformity-correction performance with a small number of input images. Experimental results show that distortion such as flow marks does not occur, and good correction performance can be confirmed even with half the number of input images or fewer, compared to the traditional method.
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