申请日2007.09.26
公开(公告)日2009.04.01
IPC分类号G01S13/90; G06F17/50; G01S7/02
摘要
本发明星载SAR原始数据压缩的方位向流水处理方法及装置，方法包括：对采样数据绝对值进行距离向和方位向分块累加，以求取分块采样数据幅度均值;将分块采样数据绝对值与幅度均值构成地址;用地址查找量化编码表，输出量化编码结果。装置包括：以分块采样数据为输入端的数据分配器;对数据分配器输出进行距离向和方位向累加的累加器阵列;将累加器阵列累加结果选择输出的数据选择器;对数据选择器输出的分块幅度均值进行缓存的数据锁存器;将采样数据绝对值与数据锁存器输出的分块幅度均值形成地址形成器，量化并输出量化编码结果。本发明克服方位向递推方式流水处理应用范围的局限性，使得压缩算法在不同情况下均具有较好的压缩性能。
权利要求书
1.星载SAR原始数据压缩的方位向流水处理方法，其特征在于， 包括步骤如下：
步骤1：对采样数据绝对值进行距离向和方位向分块累加，以求 取分块采样数据幅度均值;
步骤2：将分块采样数据绝对值与幅度均值构成地址;
步骤3：用地址查找量化编码表，输出量化编码结果。
2.根据权利要求1方位向流水处理方法，其特征在于，所述的距 离向累加为脉冲重复周期内累加，即累加数据均来自于同一脉冲回波 的采集数据。
3.根据权利要求1方位向流水处理方法，其特征在于，所述的方 位向累加为脉冲重复周期间的累加，即累加多条距离向的数据，累加 采用滑动窗方式，即不更新全部脉冲采样，保留部分旧数据参与统计。
4.星载SAR原始数据压缩的方位向流水处理装置，其特征在于， 包括：
一个以分块采样数据为输入端的数据分配器;
一个对数据分配器输出进行距离向和方位向累加的累加器阵列;
一个将累加器阵列累加结果选择输出的数据选择器;
一个对数据选择器输出的分块幅度均值进行缓存的数据锁存器;
一个将采样数据绝对值与数据锁存器输出的分块幅度均值进行 地址形成的地址形成器;
一个存放在RAM中的量化编码表，输出量化编码结果。
5.根据权利要求4所述的方位向流水处理装置，其特征在于：所 述的距离向和方位向累加器阵列，由若干个距离向和方位向累加器单 元组成，累加器单元数由距离向分块个数决定。
6.根据权利要求5所述的方位向流水处理装置，其特征在于： 所述的方位向累加器单元，是通过构造一个滑动寄存器组来实现距离 向累加值在方位向上流水处理。
7.根据权利要求6所述的方位向流水处理装置，其特征在于， 所述的滑动寄存器组的操作包括：滑动操作和累加操作。
8.根据权利要求7所述的方位向流水处理装置，其特征在于： 所述的滑动操作，在启动滑动寄存器组即响应触发时钟时，其中第一 个滑动寄存器读入新的距离向累加值，后一个滑动寄存器读取前一个 滑动寄存器的累加值，且最后一个滑动寄存器的累加值直接栈出被覆 盖。
9.根据权利要求7所述的方位向流水处理装置，其特征在于： 所述的累加操作，对滑动寄存器组内各寄存器的累加值进行累加，其 和即为分块数据的幅度均值。
10.根据权利要求4所述的方位向流水处理装置，其特征在于：所 述的数据分配器和数据选择器均以计数器为控制信号。
11.根据权利要求4所述的方位向流水处理装置，其特征在于： 所述的量化编码表，是以Lloyd-Max量化器的门限电平与量化电平为 依据设计的。
说明书
星载SAR原始数据压缩的方位向流水处理方法和装置
技术领域
本发明属于星载SAR原始数据压缩领域，涉及一种方位向流水 处理方法和装置，它适用于所有基于分块处理的原始数据压缩算法。 其主要目的是保证星载SAR原始数据压缩算法中方位向各个分块数 据标准差估计的稳健性，从而保证压缩算法的压缩性能。
背景技术
星载SAR原始数据压缩是解决星载SAR获取的大数据量与星上 数据传输带宽难以匹配问题的有效途径。目前，尽管星上压缩算法种 类繁多，但折衷考虑压缩算法的性能与其硬件实现的复杂性，能够实 用的只有BAQ(Block Adaptive Quantization)及BFPQ(Block Floating Point Quantization)。前者是针对定点数的时域压缩算法，后者是针对 浮点数的时域压缩算法。以上两种算法硬件实现时，均需要对回波数 据分块处理。其中，方位向流水处理采用块间递推的方式，即应用前 一分块的标准差归一化后一分块数据。其中，为了简化块内数据的标 准差求解过程，可采用求解块内数据的幅度均值，然后非线性映射为 标准差的方法，映射曲线如图1所示。具体实现时，由于块内数据的 幅度均值与标准差存在一一映射关系，因此仅需要求解块内数据的幅 度均值即可，标准差的映射过程隐含于编码表内，即以块内数据的幅 度均值为地址查找编码表来实现量化与编码，而不必再单独计算标准 差。
块内信号幅度均值与信号标准差非线性映射关系如公式(1)所 示，
其中，σ为ADC输入信号标准差。
方位向递推方式流水处理的原理请参考图2所示。为了说明方 便，以方位向分块尺寸为3个脉冲为例。如图2所示，分别求取各个 子块内数据的幅度均值a，b，c，d...，然后将a作为第二个子块的幅度均 值估计，b作为第三个子块的幅度均值估计，并以此顺序递推处理。
如前所述，方位向递推方式流水处理虽然实现简便，但是当方位 向分块尺寸较大或者块间统计平稳性较差时，该方法估计性能明显下 降，从而导致压缩算法性能下降。
发明内容
为了克服方位向递推方式流水处理在方位向分块尺寸较大或者 块间统计平稳性较差时估计性能的不足，本发明提供一种星载SAR 原始数据压缩的基于方位向滑动窗方式的流水处理方法和装置。
本发明方法针对块间平稳性较差的数据以及方位向分块尺寸较 大时的情况，均比方位向递推处理具有更好的估计性能。
下面叙述本发明解决问题的技术方案，一方面，本发明提供星载 SAR原始数据压缩的一种方位向流水处理方法步骤包括如下：
步骤1：对采样数据绝对值进行距离向和方位向分块累加，以求 取分块采样数据幅度均值;
步骤2：将分块采样数据绝对值与幅度均值构成地址;
步骤3：用地址查找量化编码表，输出量化编码结果。
根据本发明的实施例，所述的距离向累加为脉冲重复周期内累 加，即累加数据均来自于同一脉冲回波的采集数据。
根据本发明的实施例，所述的方位向累加为脉冲重复周期间的累 加，即累加多条距离向的数据，累加采用滑动窗方式，即不更新全部 脉冲采样，保留部分旧数据参与统计。
第二方面，本发明提供星载SAR原始数据压缩的一种方位向流 水处理装置，包括：
一个以分块采样数据为输入端的数据分配器;
一个对数据分配器输出进行距离向和方位向累加的累加器阵列;
一个将累加器阵列累加结果选择输出的数据选择器;
一个对数据选择器输出的分块幅度均值进行缓存的数据锁存器;
一个将采样数据绝对值与数据锁存器输出的分块幅度均值进行 地址形成的地址形成器;
一个存放在RAM中的量化编码表，输出量化编码结果。
根据本发明的实施例，所述的距离向和方位向累加器阵列，由若 干个距离向和方位向累加器单元组成，累加器单元数由距离向分块个 数决定。
根据本发明的实施例，所述的方位向累加器单元，是通过构造一 个滑动寄存器组来实现距离向累加值在方位向上流水处理。
根据本发明的实施例，所述的滑动寄存器组的操作包括：滑动操 作和累加操作。
根据本发明的实施例，所述的滑动操作，在启动滑动寄存器组即 响应触发时钟时，其中第一个滑动寄存器读入新的距离向累加值，后 一个滑动寄存器读取前一个滑动寄存器的累加值，且最后一个滑动寄 存器的累加值直接栈出被覆盖。
根据本发明的实施例，所述的累加操作，对滑动寄存器组内各寄 存器的累加值进行累加，其和即为分块数据的幅度均值。
根据本发明的实施例，所述的数据分配器和数据选择器均以计数 器为控制信号。
根据本发明的实施例，所述的量化编码表，是以Lloyd-Max量化 器的门限电平与量化电平为依据设计的。
本发明积极效果：本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： 方位向通过构造一个类似于移位寄存器的滑动寄存器组，并结合现有 技术如：距离向累加、量化编码表查询，来实现基于滑动窗的流水处 理。本发明克服了方位向递推方式流水处理应用范围的局限性，使得 压缩算法在不同情况下均具有较好的压缩性能。