栅格编码量化在合成孔径雷达数据压缩中的应用

摘要

该文针对未来星载SAR星上实时成像的技术发展,提出了采用统一的TCQ算法对SAR原始数据和实时成像图像数据做压缩处理的思想,并设计了具有更多状态数的栅格用于编码试验.这一思想的理论基础在于,TCQ作为一种通用的信源编码算法,可以对各种数据源做编码处理;而以往在SAR中应用的BAQ、BFPQ等算法都是针对SAR原始数据的统计特性而设计的,具有一定的局限性.通过对SAR原始数据的压缩试验证明,TCQ算法较BAQ算法在压缩数据的信噪比上有较大的提高.同时,采用具有更多状态数的栅格设计方案,编码数据的性能指标较国外文献中的设计方案也有了进一步的提高.论文还采用TCQ算法对SAR图像进行了压缩试验,结果表明,经过TCQ算法压缩后的图像具有较高的信噪比,而且图像失真小,可以作为今后星载、机载SAR平台进行数据压缩的一种可选择的技术方案.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1合成孔径雷达的发展历史

1.2机载合成孔径雷达的发展

1.3星载合成孔径雷达的发展

1.4干涉合成孔径雷达的发展

1.5合成孔径雷达的应用

1.6我国目前合成孔径雷达的研制状况

1.7本论文的研究意义

1.8论文的内容安排

第二章合成孔径雷达原理和常用原始数据压缩算法介绍

2.1真实孔径雷达与合成孔径雷达

2.1.1真实孔径雷达

2.1.2合成孔径雷达

2.2合成孔径雷达的发展对数据传输带宽提出的新问题

2.3数据压缩编码的概念和分类

2.3.1数据压缩的益处

2.3.2数据压缩编码的原理和起源

2.3.3数据压缩编码的分类

2.4合成孔径雷达的常用原始数据压缩编码算法

2.4.1分块自适应量化(BAQ)算法

2.4.2分块浮点量化(BFPQ)算法

2.4.3矢量量化(VQ)算法

2.4.4自动增益控制(AGC)算法简介

2.5总结

第三章栅格编码的引入及算法原理

3.1栅格编码的起源——栅格调制技术的出现

3.1.1栅格编码调制

3.1.2栅格调制的特点

3.2编码中距离的概念和编码增益

3.2.1汉明距离

3.2.2欧式距离

3.2.3编码增益

3.3卷积码

3.3.1卷积码的概念

3.3.2卷积码编码器构造

3.3.3卷积码的生成矩阵和监督矩阵

3.3.4卷积码的生成多项式表示

3.3.5卷积码的距离特性

3.4卷积码的最大似然译码和维特比译码

3.4.1最大似然译码

3.4.2卷积码的维特比译码算法

3.5栅格编码和栅格编码调制

3.5.1栅格编码中的距离度量

3.5.2栅格编码调制的信号映射

3.5.3栅格编码调制的集分割思想

3.5.4 TCM码的栅格图

3.6 TCM的总结

第四章栅格编码量化在合成孔径雷达数据压缩中的应用

4.1栅格编码量化(TCQ)的设计思想

4.2合成孔径雷达数据压缩处理流程和压缩效果评估方法

4.2.1 SAR数据的特点及压缩处理流程

4.2.2压缩效果评估方法

4.3采用栅格编码量化(TCQ)算法对SAR原始数据做压缩处理

4.3.1 TCQ算法对SAR原始数据的处理流程图

4.3.2 TCQ编码器的设计

4.3.3维特比算法的实现

4.3.4 TCQ译码器的设计

4.3.5用TCQ算法对模拟的SAR面目标数据做压缩处理

4.3.6用TCQ算法对SAR原始数据做压缩处理

4.4用TCQ算法对SAR图像数据做压缩处理

4.4.1 TCQ算法对SAR图像数据压缩试验流程图

4.4.2码书及栅格的设计

4.4.3 TCQ算法对SAR图像的压缩试验

4.5栅格量化算法的计算量

第五章栅格编码量化算法的总结和讨论

5.1 TCQ算法的总结

5.1.1 TCQ算法对SAR原始数据压缩性能的总结

5.1.2TCQ算法对SAR图像压缩性能的总结

5.2 TCQ算法的讨论

5.2.1 TCQ算法的进一步数学分析

5.2.2 TCQ算法的硬件开发前景

参考文献

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致谢