基于成像的sar原始數(shù)據(jù)壓縮算法研究

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1、創(chuàng)新性聲明本人聲明所呈交的論文是我個人在導師指導下進行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知,除了文中特別加以標注和致謝中所羅列的內容以外,論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果;也不包含為獲得西安電子科技大學或其它教育機構的學位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中做了明確的說明并表示了謝意。申請學位論文與資料若有不實之處,本人承擔一切相關責任。本人簽名:幽墜本人簽名:迎型I[竺壘關于論文使用授權的聲明本人完全了解西安電子科技大學有關保留和使用學位論文的規(guī)定,即:研究生在校攻讀學位期間論文工作的知識

2、產(chǎn)權單位屬西安電子科技大學。本人保證畢業(yè)離校后,發(fā)表的論文與本論文工作成果有關時署名單位仍然為西安電子科技大學。學校有權保留送交論文的復印件,允許查閱和借閱論文;學??梢怨颊撐牡娜炕虿糠謨热?,可以允許采用影印、縮印或其它復制手段保存論文。(保密的論文在解密后遵守此規(guī)定)本人授權西安電子科技大學圖書館保存學位論文,并同意將論文在互聯(lián)網(wǎng)上發(fā)布。本人簽名:導師簽。硼軋、審名:塑三一日期竺二』蘭鄉(xiāng)-▲l—L■,-▲,?!觥觯琂■,JJ一1'●●]摘要合成孔徑雷達是自上世紀五十年代逐步發(fā)展起來的一種雷達成像技術,其高分辨率的成像能力,全天時、全天

3、候的工作模式,多波段、多極化的發(fā)展趨勢,促使其在民用、軍用領域得到了廣泛應用,極大方便了人們的生產(chǎn)生活,有利于國防建設,具有廣闊的發(fā)展前景。目前,由于人們對信息的需求程度越來越高,SAR需要采集的回波數(shù)據(jù)日趨龐大,而現(xiàn)今有限的下傳鏈路物理帶寬嚴重影響了數(shù)據(jù)面向地面成像裝備高效、及時的傳輸。介于此,SAR原始數(shù)據(jù)壓縮技術應運而生。本文從數(shù)據(jù)壓縮的基本原理入手,在這一部分重點介紹用于熵壓縮的量化理論以及用于評價壓縮能力的性能指標。隨后,討論了SAR成像的基本原理,并分析驗證了SAR原始數(shù)據(jù)的統(tǒng)計特性。基于SAR數(shù)據(jù)的統(tǒng)計特性,完成了三種典型‘的

4、SAR原始數(shù)據(jù)壓縮算法的原理闡述和仿真,并逐一進行了對比實驗和分析?,F(xiàn)有SAR原始數(shù)據(jù)壓縮算法主要分為標量量化、矢量量化和基于變換域的量化。本文選取的三種典型算法,即基于時域和標量量化的塊自適應量化算法(BAQ)和幅度.相位算法(AP),以及基于變換域的FFT-BAQ算法。其中,BAQ算法是最基本的壓縮算法,其分別針對數(shù)據(jù)的實、虛部做量化,運算簡單,易于硬件實現(xiàn)。AP算法可以認為是BAQ算法的延伸,是特別針對保護數(shù)據(jù)的相位信息的壓縮算法。在同比壓縮下,實驗結果表明,AP算法的相位保留程度大大優(yōu)于BAQ算法,非常有利于后期成像處理。FFT-B

5、AQ算法實際上是兩個BAQ量化器和一個變換操作的組合,其利用數(shù)據(jù)經(jīng)某種變換后表現(xiàn)出的能量更為集中的特點,對數(shù)據(jù)的高能量區(qū)執(zhí)行多比特量化,低能量區(qū)執(zhí)行少比特量化或零量化,通過變比特編碼從而實現(xiàn)更好的保留數(shù)據(jù)原貌的功能。在同壓縮比下,F(xiàn)FT-BAQ算法的信噪比明顯高于BAQ算法,且成像結果更為清晰。關鍵詞:合成孔徑雷達熵壓縮量化理論塊自適應量化變比特編碼/’_-●~≮穸ABSTRACTDuetoitsstrongabilityofhighresolutioninimaging,all24hoursadayandanyweatherinworki

6、ngmode,andmulti-bandandmulti—polarindevelopingtrend,SyntheticApertureRadar(SAR)hasbeenextensivelyappliedtokindsoffields,bothinpublicandbymilitary.AsonekindofRadarimagingtechniquedevelopedeventuallysincethefifty’Sinlastcentury,SARfacilitiesthelifeofhuman-beingsandthenationa

7、ldefensegreatlyinrecentyears,anddefinitelyownawiderdevelopmentprospect.Inordertomeetthegrowingneedsofinformation,theamountofechodataincreasesrapidly,however,whichisnottoleratedbythephysicalbandwidthofdownloadlink.Therefore,SARrawdatacompressiontechniqueemergeswiththetidein

8、ages.Thispapercommellc懿withthebasisprincipleofdatacompression,focusesonthequantizationthe

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