NIIRS 추정을 위한 자연표적 기반의 에지분석기법 개발

Abstract

NIIRS(National Imagery Interpretability Rating Scale)는 영상의 판독력을 설명하는 품질 지표로 고해상도 위성영상의 품질을 나타내는데 널리 사용되어 왔다. 이는 MTF(Modulation Transfer Function), SNR(Signal to Noise Ratio), 또는 GSD(Ground Sampling Distance)와는 달리 객관적이고, 직관적으로 영상의 전반적인 품질을 설명할 수 있다는 점에서, 그 활용도가 매우 크다고 할 수 있다. NIIRS는 전문 판독가에 의해 육안으로 직접 측정되거나, 영상의 에지 분석(Edge analysis)을 통해 정확하게 추정할 수 있다. 일반적으로 에지 분석에는 품질 측정을 위해 특별히 제작된 인공의 표적이 사용된다. 이 인공표적의 일례로 특정 크기의 반사율 차이를 가지는 흑백 패턴의 천막 형태가 있으며, 이러한 인공표적은 인공위성의 촬영경로 상에 설치되어 진다. 이 때문에 인공표적을 이용하는 방식은 표적의 설치와 관련하여 많은 비용이 지출될 뿐 아니라, 수시로 수행될 수 없다는 문제점을 가지게 된다. 이에 본 논문에서는 영상에서 쉽게 관측될 수 있는 자연표적들로부터 정확한 NIIRS 추정이 가능한 새로운 방식의 에지 분석법을 제안하였다. 이 방법은 임의의 성질을 가지는 자연표적의 특성을 반영하기 위해 알고리즘의 강인성이 강조되었으며, 다양한 실험들을 통해 성능이 평가되었다. 실험 결과는 제안 알고리즘이 기존 방식의 대안으로서 충분히 활용 가능함을 보여 주었다. As one measure of image interpretability, NIIRS(National Imagery Interpretability Rating Scale) has been used. Unlike MTF(Modulation Transfer Function), SNR(Signal to Noise Ratio), and GSD(Ground Sampling Distance), NIIRS can describe the quality of overall image at user's perspective. NIIRS is observed with human observation directly or estimated by edge analysis. For edge analysis specially manufactured artificial target is used commonly. This target, formed with a tarp of black and white patterns, is deployed on the ground and imaged by the satellite. Due to this, the artificial target-based method needs a big expense and can not be performed often. In this paper, we propose a new edge analysis method that enables to estimate NIIRS accurately. In this method, natural targets available in the image are used and characteristics of the target are considered. For assessment of the algorithm, various experiments were carried out. The results showed that our algorithm can be used as an alternative to the artificial target-based method.