專利名稱：抗飽和的SAR原始數(shù)據(jù)Nbit均勻量化動態(tài)解碼方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及合成孔徑雷達(dá)信號處理技術(shù)領(lǐng)域，是一種抗飽和的SAR原始數(shù)據(jù)Nbit均勻量化動態(tài)解碼方法。
背景技術(shù)：
AD量化是數(shù)字系統(tǒng)必不可少的環(huán)節(jié)，合成孔徑雷達(dá)(SAR)也需要首先對天線接收的回波進(jìn)行采樣和量化，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲或傳輸。鑒于系統(tǒng)復(fù)雜性的考慮，SAR經(jīng)常采用Nb it均勻量化，如RadarSAR-I采用4bit均勻量化，ERS-1/2采用5bit均勻量化。然而，Nbit均勻量化的動態(tài)范圍受bit數(shù)N的限制，僅為[-2^+0. 5,2^-0. 5]，當(dāng)AD量化輸入的回波信號過大、大量數(shù)據(jù)超過均勻量化的動態(tài)范圍時，便會發(fā)生數(shù)據(jù)的量化飽和。飽和不僅
會帶來圖像功率的損失，使SAR圖像輻射精度降低，還會導(dǎo)致量化信噪比的降低，嚴(yán)重影響圖像質(zhì)量。由于不同地物的后向散射系數(shù)差別很大，如海面與城區(qū)可以相差25dB甚至更大，可見SAR回波數(shù)據(jù)的動態(tài)范圍很大。因此，通常首先將接收天線接收的回波進(jìn)行增益控制，以使量化輸入信號功率保持在比較合適的范圍。現(xiàn)有技術(shù)中常采用手動增益控制(MGC)(即根據(jù)SAR照射場景的先驗知識預(yù)測增益控制值，人工輸入至SAR控制參數(shù)中進(jìn)行增益控制)，或自動增益控制(AGC)(即根據(jù)前一時段接收信號的功率生成增益控制值控制下一時段的回波接收)。然而，當(dāng)先驗信息不足或者場景變化劇烈時，量化飽和的現(xiàn)象往往無法避免，因此抗量化飽和方法對于提高SAR圖像質(zhì)量是非常有益的。在現(xiàn)有的抗量化飽和技術(shù)中，通常采用優(yōu)化量化方法，如采用非均勻的分塊自適應(yīng)量化(BAQ)方法(參見文獻(xiàn)[1]，Ronald Kwok, William Johnson, Block AdaptiveQuantization of Magellan SAR Data”， IEEETRANSACTIONS ON GEOSCIENCE AND REMOTESENSING. VOL. 27. NO. 4. JULY 1989, pp :375-383)或者改進(jìn)的 BAQ 方法(參見文獻(xiàn)[2]，趙宇鵬等，“部分飽和SAR原始數(shù)據(jù)壓縮”，《電子與信息學(xué)報》，vol. 26, No. 3，2004年3月，pp 389-494)。然而上述優(yōu)化的量化方法均需增加硬件系統(tǒng)的復(fù)雜性。雖然目前國際上現(xiàn)役的星載或機(jī)載SAR系統(tǒng)有的已采用了 BAQ等優(yōu)化方法，但Nbit (如4bit，6bit和8bit)均勻量化仍是目前采用非常普遍的量化方法。因此需要一種針對現(xiàn)有Nbit均勻量化系統(tǒng)的抗飽和方法(或稱飽和校正方法)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種抗飽和的SAR原始數(shù)據(jù)Nbit均勻量化動態(tài)解碼方法，以提高現(xiàn)有SAR系統(tǒng)Nbit均勻量化的抗飽和能力，減小量化功率損失，提高量化信噪比，從而提高SAR圖像質(zhì)量。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種抗飽和的SAR原始數(shù)據(jù)Nbit均勻量化動態(tài)解碼方法，包括如下步驟I)通過仿真計算得到高斯分布信號Nbit均勻量化的輸出功率與輸入功率的對應(yīng)曲線；
2)對Nbit均勻量化的SAR原始回波數(shù)據(jù)進(jìn)行分塊，并對每塊數(shù)據(jù)進(jìn)行常規(guī)的均勻量化下的解碼，即將碼值為n的數(shù)據(jù)解碼為11-2^+0. 5，其中N為量化bit數(shù)；3)統(tǒng)計每個回波數(shù)據(jù)塊的Nbit均勻量化輸出功率，根據(jù)I)所得到的曲線，通過插值的方法得到該數(shù)據(jù)塊的量化輸入功率及方差O ;其還包括
4)根據(jù)使
權(quán)利要求
1.一種抗飽和的SAR原始數(shù)據(jù)Nbit均勻量化動態(tài)解碼方法，包括如下步驟 1)通過仿真計算得到高斯分布信號Nbit均勻量化的輸出功率與輸入功率的對應(yīng)曲線. 2)對Nbit均勻量化的SAR原始回波數(shù)據(jù)進(jìn)行分塊，并對每塊數(shù)據(jù)進(jìn)行常規(guī)的均勻量化下的解碼，即將碼值為n的數(shù)據(jù)解碼為11-2^+0. 5，其中N為量化bit數(shù)； 3)統(tǒng)計每個回波數(shù)據(jù)塊的Nbit均勻量化輸出功率，根據(jù)I)所得到的曲線，通過插值的方法得到該數(shù)據(jù)塊的量化輸入功率及方差O ;其特征在于，還包括+c°I 4)根據(jù)使￡00=I (卜沖為最小的準(zhǔn)則，計算方差0對應(yīng)的邊界碼值I ; 5)對該回波數(shù)據(jù)塊重新進(jìn)行動態(tài)解碼，對于n> 0且n < 2n-1的非邊界碼值數(shù)據(jù)保持其解碼值11-2^+0. 5不變，對于n = 0的數(shù)據(jù)重新解碼為_y，對于n = 2N_1的數(shù)據(jù)重新解碼為I。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的抗飽和的SAR原始數(shù)據(jù)Nbit均勻量化動態(tài)解碼方法，其特征在于，所述步驟2)中對Nbit均勻量化的SAR原始回波數(shù)據(jù)進(jìn)行分塊處理，距離向分塊大小采用256或512，方位向分塊大小采用64。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的抗飽和的SAR原始數(shù)據(jù)Nbit均勻量化動態(tài)解碼方法，其特征+c°I在于，所述步驟4)中邊界碼值的計算方法采用令執(zhí)>0= j小的準(zhǔn)則，就是使邊界量化區(qū)間內(nèi)量化誤差最小的準(zhǔn)則。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或3所述的抗飽和的SAR原始數(shù)據(jù)Nbit均勻量化動態(tài)解碼方法，其特征在于，所述步驟4)中邊界碼值y，是根據(jù)輸入功率方差O動態(tài)計算，即采用 j,xiheM-^)dxy =-i——的計算方法。 X^M-2^]dX
全文摘要
本發(fā)明公開了一種抗飽和的SAR原始數(shù)據(jù)Nbit均勻量化動態(tài)解碼方法，涉及合成孔徑雷達(dá)信號處理技術(shù)，首先根據(jù)符合高斯分布數(shù)據(jù)Nbit均勻量化后的輸出功率與輸入功率的先驗曲線，通過計算均勻量化輸出功率得到輸入信號方差，然后根據(jù)輸入信號方差動態(tài)改變Nbit均勻量化的邊界碼值進(jìn)行解碼。本發(fā)明方法有效提高了SAR原始數(shù)據(jù)均勻量化的抗飽和能力，顯著降低了量化飽和功率損失，明顯提高了SAR圖像信噪比。
文檔編號G01S13/90GK102798859SQ20111014036
公開日2012年11月28日 申請日期2011年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月27日
發(fā)明者仇曉蘭, 胡東輝, 雷斌, 丁赤飚 申請人:中國科學(xué)院電子學(xué)研究所