레이저 대즐링 효과 하에서의 탬플릿 매칭 기반 추적기의 성능 붕괴 메커니즘 분석
Performance Degradation Mechanisms of Template-Matching Trackers under Laser Dazzling Effects
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초록
본 논문은 레이저 대즐링 환경에서 템플릿 매칭 기반 추적기의 성능 붕괴 메커니즘을 규명한다. 실제 센서로부터 획득한 대즐링 영상을 이용하여, 포화 및 색상 왜곡 현상을 재현할 수 있는실험 기반 합성 파이프라인을 구축하였다. 제안된 파이프라인은 포화 영역을 통계적으로 정의하고, 공용 데이터셋에 동적으로 합성함으로써 레이저 출력, 발산각, 조사 형태에 따른 추적기의 강건성을 체계적으로 평가한다. 실험 결과, 객체가 시각적으로 인지 가능한 비완전 포화(LID) 조건에서도 Sobel–NCC 조합의 추적 성공률은 약 0.6에서 0.3 수준으로 유의미하게 감소하였다. 이는완전 포화가 발생하지 않더라도 대즐링으로 인한 국소 포화 및 주변부 왜곡이 추적 성능을 크게저하시킬 수 있음을 의미한다. 완전 포화(OOD) 조건에서는 성공률이 0.1 이하로 붕괴되었으며, Sobel–SSD 조합은 중심부 불일치로 인해 즉각적인 outer-jump 실패를 보였다. 본 연구는 이러한정량적 결과를 통해 대즐링이 영상 기반 추적기의 내부 상관 구조를 어떻게 왜곡시키는지를 규명하였으며, 향후 전자광학 유도 및 보호 체계의 강건성 설계에 실질적인 기여를 제공한다.
Abstract
This paper investigates the performance degradation mechanisms of template-matching trackers under laser dazzling effects. An experimentally grounded image-synthesis pipeline was developed using real sensor measurements of dazzling patterns to replicate saturation and chromatic distortion phenomena in vision sensors. The pipeline statistically defines saturation regions and dynamically composites them into public datasets, enabling systematic evaluation of tracker robustness under varying laser power, divergence, and modulation conditions. Experimental results show that even under low-influence dazzling conditions, where the target remains visually observable, the tracking success rate of the Sobel–NCC combination drops significantly from approximately 0.6 to around 0.3, indicating substantial performance degradation without full saturation. Under over-saturation conditions, the success rate further collapses to below 0.1, while Sobel–SSD exhibits an immediate outer-jump failure due to severe central mismatch. These results provide a quantitative understanding of how laser dazzling distorts feature correlation and similarity computation in vision-based tracking algorithms, offering practical insights for designing robust electro-optical guidance and protection systems.