해상의 선박탐지는 다양한 방법으로 수행될 수 있는데, 위성은 광역적인 감시가 가능하고, 특히 합성개 구레이더(Synthetic Aperture Radar, SAR) 영상은 주야간 및 전천후로 활용될 수 있다. 본 연구에서는 SAR 영상으로부터 효율적인 선박 탐지 방법을 제시하기 위하여, Sentinel-1 영상에 You Only Look Once Version 5 (YOLOv5) 모델을 적용하여 선박 탐지를 수행하고, 편파별 개별 모델과 통합 모델의 차이 및 편파별 정확도 특성을 분석하였다. 파라미터가 작고 가벼운 YOLOv5s와 파라미터가 많지만 정확도가 높은 YOLOv5x 두가지 모델에 대하여 각각 (1) HH, HV, VH, VV 각 편파별로 나누어 학습/검증 및 평가 그리고 (2) 모든 편파의 영상을 사용하여 학습/검증 및 평가를 실시한 결과, 네 가지 실험에서 모두 0.977 ≤ AP@0.5 ≤ 0.998의 비슷하면서 매우 높은 정확도를 나타냈다. 이러한 결과를 현업시스템의 관점에서 보면, 가벼운 YOLO 모델(YOLOv5s, YOLOv8s 등)로 4개 편파 통합 모델을 구축하는 것이 실시간 선박탐지에 효과적임을 시사하는 것이다. 이 실험에서 사용한 영상은 19,582장이었지만, Sentinel-1 이외에도 Capella, ICEYE 등 다른 SAR 영상을 추가적으로 활용한다면, 보다 더 유연하고 정확한 선박 탐지 모델이 구축될 수 있을 것이다.
Ship detection at sea can be performed in various ways. In particular, satellites can provide wide-area surveillance, and Synthetic Aperture Radar (SAR) imagery can be utilized day and night and in all weather conditions. To propose an efficient ship detection method from SAR images, this study aimed to apply the You Only Look Once Version 5 (YOLOv5) model to Sentinel-1 images and to analyze the difference between individual vs. integrated models and the accuracy characteristics by polarization. YOLOv5s, which has fewer and lighter parameters, and YOLOv5x, which has more parameters but higher accuracy, were used for the performance tests (1) by dividing each polarization into HH, HV, VH, and VV, and (2) by using images from all polarizations. All four experiments showed very similar and high accuracy of 0.977 ≤ AP@0.5 ≤ 0.998. This result suggests that the polarization integration model using lightweight YOLO models can be the most effective in terms of real-time system deployment. 19,582 images were used in this experiment. However, if other SAR images, such as Capella and ICEYE, are included in addition to Sentinel-1 images, a more flexible and accurate model for ship detection can be built.