사례에 다섯 축 적용하고 고르기
다섯 축을 네 사례에 적용하면 어떻게 보이고, 그 가운데 어떤 사례를 골라야 하는가?
다섯 축을 네 사례에 적용하면 다음과 같다. 예를 들어 입력 열만 따라가 보아도, 입력이 신호처리 과정의 어느 단계에서 나오는지가 사례마다 다르다.
| 사례 | 입력 | 라벨 | 기준선 | 평가 지표 | 실패 유형 |
|---|---|---|---|---|---|
| RD 맵 탐지 | MTI 뒤의 RD 맵(64 × 200, log-magnitude + 위상 2채널) | 피크 SNR ≥ 6 dB 표적의 5셀 십자 마스크 | CA-CFAR(검증 세트에서 고정한 ) | , , F1, RD 맵당 false alarm | 6 dB 아래 표적, 이웃 표적의 가림, 사이드로브 false alarm |
| micro-Doppler 행동 인식 | 표적 range bin의 slow-time STFT 스펙트로그램 | 여섯 활동 클래스 | 수작업 특징 + SVM | accuracy + 클래스별 혼동 행렬 | 학습 분할 밖의 aspect angle, low-SNR, far-range stress |
| 레이다 지도 작성 | RD 셀 하나의 복소 안테나 벡터 | 정답 각도, BEV 점유 격자의 점유/free 셀 | 각도 FFT / 단일 스냅숏 MUSIC | 각도 MAE + 점유 격자 지도 IoU·log-odds 오차 | 사이드로브 잘못된 점유, 가림, 움직이는 물체 |
| SAR speckle 제거 | Sentinel-1 SAR 진폭 영상(로그 영역) | multi-look 또는 필터링한 pseudo-clean 참조 | Lee / Frost 필터 | PSNR, SSIM, ENL, 경계 보존 지수 | 경계의 지나친 평활화, 약한 표적의 흡수, 남은 speckle |
표는 두 방향으로 읽는다. 세로로 한 축을 따라 읽으면 사례마다 그 축이 어떤 모양으로 나타나는지 보이고, 가로로 한 사례를 따라 읽으면 다섯 축이 서로 어떻게 맞물려 그 사례를 정의하는지 보인다. 사례의 장을 읽기 전에 그 사례의 행을 한 번 가로로 훑어 두면 장 전체의 흐름이 머리에 들어온다.
어떤 사례를 고를까
네 사례 가운데 하나를 골라 다섯 축으로 깊이 분석한다. 고르는 기준은 사례가 쉬운지가 아니고, 다섯 축을 가장 잘 따져 볼 수 있는 사례인지이다. 배경과 관심에 따라 학습 부담에 비해 얻는 것이 큰 사례는 다음과 같으며, 절대 규칙은 아니다.
| 배경과 관심 | 추천 사례 | 추천 이유 | 가장 잘 보이는 축 |
|---|---|---|---|
| 신호처리·통신 출신, 탐지 문제에 관심 | RD 맵 탐지 사례 | CFAR라는 익숙한 기준선 위에 AI 탐지기를 얹어 비교한다. 신호처리 직관과 ML 학습이 같은 RD 맵 위에서 만나 강점을 살리면서 ML을 새로 배우기 좋다 | 기준선(CA-CFAR의 닫힌 식)과 평가 지표(와 의 트레이드오프) |
| ML이 익숙하고 시간-주파수 해석에 관심 | micro-Doppler 행동 인식 사례 | 영상 분류에 가까운 꼴이지만 입력이 스펙트로그램이다. 데이터 분할, 혼동 행렬, 일반화 stress 같은 ML의 기본을 새로운 도메인에서 다진다 | 입력(STFT 윈도우(창 함수) 길이의 영향)과 실패 유형(aspect angle, SNR stress) |
| 배열 신호처리, SLAM, 매핑, 자율주행에 관심 | 레이다 지도 작성 사례 | 각도 추정의 정확도가 BEV 격자에서 어떻게 보이는지 따라간다. 좌표계와 센서 모델에 익숙하면 자연스럽고, point cloud와 점유 격자 지도 시각화도 익숙하다 | 평가 지표(각도 지표와 지도 지표의 두 층) |
| 영상처리가 강하고 복원·생성에 관심 | SAR speckle 제거 사례 | 입력과 출력이 모두 영상이라 해석이 직관적이다. PSNR, SSIM, ENL, EPI 같은 영상 품질 지표를 한 번에 다루고, 손실 설계를 비교하는 실험을 짜기 좋다 | 라벨(깨끗한 참조의 정의)과 실패 유형(경계 보존과 평활화의 트레이드오프) |
고르기 전에 다섯 가지를 스스로 물어본다. 입력 축에서 모델이 보는 표현을 한 문장으로 설명할 수 있는가? 라벨 축에서 양성 조건을 식이나 임계값으로 적을 수 있는가? 기준선이 같은 입력 위에서 동작한다는 점을 보일 수 있는가? 평가 지표가 숫자 하나가 아니라 트레이드오프 관계가 있는 여러 축이라는 점을 받아들였는가? 실패 유형을 한두 가지 시나리오로 미리 떠올릴 수 있는가? 다섯 가운데 셋 이상에 막힘없이 답이 나오는 사례가 잘 맞는 사례이다.
그래도 망설여지면 각 장과 기준선 코드를 한 번씩 훑은 뒤, 한 시간 안에 기준선을 돌려 볼 수 있을 것 같은 사례를 고른다. 시작이 쉬운 사례일수록 보고서를 깊게 만들 시간이 남는다.
| 사례 | 장 | 코드 |
|---|---|---|
| RD 맵 탐지 | 20장 | 예제 코드 |
| micro-Doppler 행동 인식 | 21장 | 예제 코드 |
| 레이다 지도 작성 | 22장 | 예제 코드 |
| SAR speckle 제거 | 23장 | 예제 코드 |
speckle 제거 사례의 전체 실험에는 Sentinel-1 데이터가 따로 필요하다. smoke test(코드가 끝까지 도는지 보는 짧은 시험 실행)는 저장소를 복제한 직후 들어 있는 샘플 데이터로 실행할 수 있다.
사례마다 고려할 만한 ablation(구성 요소 하나를 빼거나 바꾸어 그 기여를 재는 실험) 후보는 다음과 같다.
| 사례 | ablation 후보 |
|---|---|
| RD 맵 탐지 | 입력 채널(2채널과 1채널), 손실 조합(BCE / focal / Dice / focal + Dice), 임계값 정책(검증 세트 고정과 테스트 세트 조정), 라벨 기준(6 dB와 3 dB) |
| micro-Doppler 행동 인식 | STFT 윈도우 길이, log-magnitude와 선형 크기, 증강의 유무, aspect angle 일반화 stress(같은 aspect angle로 학습 → 다른 aspect angle로 평가) |
| 레이다 지도 작성 | 도래각 알고리즘(각도 FFT / MUSIC / DoANet)을 바꿀 때의 각도 MAE와 점유 격자 지도 IoU 변화, 스냅숏 수, 가림 마스크의 유무 |
| SAR speckle 제거 | 손실 비교(L1 / Charbonnier / SSIM / SSIM + L1), 패치 크기, 깊이(층 수) 줄이기, 잔차 학습의 유무 |
강의 노트