은닉 마르코프 모델을 기반으로 한 표적 신호 탐지

Abstract

해양 환경에서는 선박, 잠수함, 어군 등에 의한 다양한 소음이 존재하고 이러한 수중 소음은 표적 신호와 함께 계측 되기 때문에 표적 탐지에 많은 어려움을 야기한다. 이러한 소음들로 인하여 임계값 기반의 탐지에서는 많은 오경보(false alarm)가 발생한다[1]. 본 연구에서는 이와 같은 해양 환경에서 적은 오탐지로 표적 신호를 탐지하기 위해 은닉 마르코프 모델(Hidden Markov Model)을 사용하였다[2]. 은닉 마르코프 모델을 이용한 신호 탐지에서는 각 시간에서의 수신 신호 상태를 신호와 소음으로 이진 분류할 수 있다. 이와 같은 수신 신호 상태를 계측 신호로부터 유추하여 이 신호가 표적 신호인지를 반별 할 수 있다. 이때 각 상태 사이의 전이와 관련된 확률(transition probability)과 계측 신호가 각 상태에 따라 나타날 확률(emission probability)을 이용한다. 본 연구는 표적 신호의 군집 특성을 반영한 은닉 마르코프 모델 표적 탐지 알고리즘을 적용하고 이 결과를 임계값 기반의 탐지와 비교해본다.