REMI Lab강의 노트

Radar Signal Processing R24

24장 프로젝트 안내

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 PFAP_{FA}) PDP_D, PFAP_{FA}, 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(PDP_D와 PFAP_{FA}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