[发明专利]抗饱和的SAR原始数据Nbit均匀量化动态解码方法

说明书

技术领域

本发明涉及合成孔径雷达信号处理技术领域，是一种抗饱和的SAR原始数据Nbit均匀量化动态解码方法。

背景技术

AD量化是数字系统必不可少的环节，合成孔径雷达(SAR)也需要首先对天线接收的回波进行采样和量化，然后进行数据的存储或传输。鉴于系统复杂性的考虑，SAR经常采用Nbit均匀量化，如RadarSAR-I采用4bit均匀量化，ERS-1/2采用5bit均匀量化。然而，Nbit均匀量化的动态范围受bit数N的限制，仅为[-2^N-1+0.5，2^N-1-0.5]，当AD量化输入的回波信号过大、大量数据超过均匀量化的动态范围时，便会发生数据的量化饱和。饱和不仅会带来图像功率的损失，使SAR图像辐射精度降低，还会导致量化信噪比的降低，严重影响图像质量。由于不同地物的后向散射系数差别很大，如海面与城区可以相差25dB甚至更大，可见SAR回波数据的动态范围很大。因此，通常首先将接收天线接收的回波进行增益控制，以使量化输入信号功率保持在比较合适的范围。现有技术中常采用手动增益控制(MGC)(即根据SAR照射场景的先验知识预测增益控制值，人工输入至SAR控制参数中进行增益控制)，或自动增益控制(AGC)(即根据前一时段接收信号的功率生成增益控制值控制下一时段的回波接收)。然而，当先验信息不足或者场景变化剧烈时，量化饱和的现象往往无法避免，因此抗量化饱和方法对于提高SAR图像质量是非常有益的。

在现有的抗量化饱和技术中，通常采用优化量化方法，如采用非均匀的分块自适应量化(BAQ)方法(参见文献[1]，Ronald Kwok，William Jobnson，”Block Adaptive Quantization of Magellan SAR Data”，IEEETRANSACTIONS ON GEOSCIENCE AND REMOTE SENSING.VOL.27.NO.4.JULY1989，pp：375-383)或者改进的BAQ方法(参见文献[2]，赵宇鹏等，“部分饱和SAR原始数据压缩”，《电子与信息学报》，vol.26，No.3，2004年3月，pp：389-494)。然而上述优化的量化方法均需增加硬件系统的复杂性。虽然目前国际上现役的星载或机载SAR系统有的已采用了BAQ等优化方法，但Nbit(如4bit，6bit和8bit)均匀量化仍是目前采用非常普遍的量化方法。因此需要一种针对现有Nbit均匀量化系统的抗饱和方法(或称饱和校正方法)。

发明内容

本发明的目的是提供一种抗饱和的SAR原始数据Nbit均匀量化动态解码方法，以提高现有SAR系统Nbit均匀量化的抗饱和能力，减小量化功率损失，提高量化信噪比，从而提高SAR图像质量。

为了达到上述目的，本发明的技术解决方案是：

一种抗饱和的SAR原始数据Nbit均匀量化动态解码方法，包括如下步骤：

1)通过仿真计算得到高斯分布信号Nbit均匀量化的输出功率与输入功率的对应曲线；

2)对Nbit均匀量化的SAR原始回波数据进行分块，并对每块数据进行常规的均匀量化下的解码，即将码值为n的数据解码为n-2^N-1+0.5，其中N为量化bit数；

3)统计每个回波数据块的Nbit均匀量化输出功率，根据1)所得到的曲线，通过插值的方法得到该数据块的量化输入功率及方差σ；其还包括：