모의 사격 시스템에서 레이저 빔 인식을 위한 영상 처리 기법 (Image Processing Technique for Laser Beam Recognition in Shooting Simulation System)

모의 사격 시스템은 군사 훈련에 드는 많은 비용과 시간을 줄일 수 있음은 물론이고 사고의 위험을 배제할 수 있다. 특히 레이저를 이용한 모의 사격 시스템은 실탄을 사용한 훈련과 거의 유사한 환경을 제공할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 그러나 이러한 시스템을 구현하기 위해서는 레이저 빔을 인식하기 위한 효과적인 영상처�� 기법의 개발이 필요하다.
본 연구에서 제안하는 방법은 인접한 두 영상에서 차 영상을 구하고 이 차 영상에서 빔을 배경과 구분하기 위해서 쓰레쉬홀딩 방법을 적용하였다. 이때 쓰레쉬홀드 값은 배경을 이루는 점들의 밝기 분포가 정규분포를 이룬다는 가정 하에 결정한다. 이 결과에 잡음제거왿� 영역분리 과정을 거쳐서 빔의 영역을 정한다. 이 영상처�� 방법의 계산복잡도는 영상의 크기왿� 잡음제거를 위해 사용한 마스크의 크기를 곱한 값에 비례한다. 실험에서 제안한 방법은 93.3%의 정확도를 보였다. 또한 부정확한 결과가 나오는 경우에도 항상 빔을 포함하여 영역을 잡는 것을 확인할 수 있었다.

Shooting simulation systems not only reduce a great amount of expense and time for military exercises but also prevent accidents. In particular, the shooting simulation systems using laser beam have an advantage which is very similar to the shooting exercise that uses real bullets. However, real time technique for laser beam recognition in a target image is necessary.
The method proposed in this paper takes a difference image from two adjacent image frames. Then a thresholding is applied on this difference image to discriminate laser beam from background. To decide the threshold value the intensity distribution of background points is modeled assuming normal distribution. Then a noise reduction and a region segmentation are applied on the binary image to find the position of a laser beam. The time complexity of this process depends on the size of an image multiplied by the size of a mask used in the noise reduction process. The experimental result showed that the accuracy of the system was 93.3%. Even in the inaccurate cases the beam was always found in the resultant region.