[发明专利]基于并行DSP的SAR图像高速处理系统及其方法

说明书

技术领域

本发明属于图像处理技术领域，更进一步涉及数字信号处理技术领域中基于并行数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)的合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)图像高速处理系统及其方法。本发明利用多片数字信号DSP处理器组成的SAR图像高速处理系统及其方法，可以实现对大数据量的SAR图像进行高速处理。

背景技术

合成孔径雷达SAR具有全天候、全天时工作、穿透性强等特点，在国民经济和军事应用领域有着十分重要的应用。然而合成孔径雷达SAR图像数据量大，处理算法复杂，执行时间长，因此需要高速处理系统。

上海海事大学提出的专利申请“一种基于FPGA及DSP功能的超高分辨率遥感图像实时处理平台”(专利申请号200910197035.8，公开号CN101783008A)公开了一种基于FPGA及DSP功能的超高分辨率遥感图像实时处理平台。该平台主要包括传感器组成的图像采集模块、有现场可编程门阵列FPGA芯片等组成的图像预处理模块，以及由数字信号微处理器DSP芯片等组成的遥感图像核心处理模块。可以对高分辨率遥感图像进行高速实时图像信号处理。但是，该处理平台存在的不足是，第一，由于原图像使用传感器采集，图像格式和大小不够灵活；第二，进行预处理的模块由FPGA组成，参数的设置和调整性差；第三，核心处理模块由单片DSP芯片组成，处理速度不够，不能完成大图像和复杂算法的实时处理。

深圳市迈科龙电子有限公司提出的专利申请“图像处理平台”(专利申请号200910197035.8，公开号CN101207825A)公开了一种图像处理平台。该平台包括用于将输入的模拟视频图像转化为数字视频图像的视频解码芯片，用于对数字视频图像进行预处理及综合处理的一主DSP处理器，用于对视频图像处理的至少一个从DSP处理器，用于逻辑控制和算法调度的现场可编程逻辑门阵列FPGA。用于对图像进行高速实时处理。但是，该图像处理平台存在的不足是，第一，由于原图像使用解码芯片获取，可处理的图像格式和大小不够灵活；第二，进行预处理和综合处理的模块由主DSP组成，参数设置难以完成人工干预；第三，核心处理模块的从DSP处理器之间，并行方式单一，难以发挥DSP的处理能力。

发明内容

本发明的目的在于克服上述已有技术的不足，提出了一种基于并行DSP的SAR图像高速处理系统及其方法，通过上位机打开和显示原图像，进行预处理和分块后，使用通用串行总线USB接口将图像数据发送给FPGA控制中心，由控制中心转发给多个并行的DSP数据处理模块，并进行任务调度。当处理完成后，控制中心取回处理结果发回给上位机。上位机对结果拼接后，显示处理结果。

本发明的系统包括上位机模块，控制中心模块，扩展存储模块和数据处理模块；所述上位机模块通过通用串行总线USB接口与控制中心模块连接，多个数据处理模块通过链路端口LinkPort分别与控制中心模块连接，扩展存储模块与控制中心模块连接；其中：

所述的上位机模块，用于存储和显示原图像及结果图像，设置处理参数，以及对图像进行分块预处理；

所述的控制中心模块，由现场可编程门阵列FPGA组成，用于接收上位机模块发送的图像数据、处理参数，从扩展存储模块存取数据，向各个数据处理模块发送数据和处理指令，执行任务调度，回收处理结果发送回上位机模块；

所述的数据处理模块，由可扩展的多个处理板组成，每个处理板包括两片数字信号处理器DSP和一片同步动态随机存储器SDRAM；所述两片数字信号处理器DSP采用TigerSHARC20x系列，分为主处理器和从处理器，主、从处理器与同步动态随机存储器SDRAM的数据总线、地址总线和控制总线分别对应相连，构成紧耦合连接方式；主处理器的链路端口LinkPort与控制中心模块连接，构成松耦合连接方式；两种连接方式共同构成本发明的并行处理结构。数据处理模块用于接收控制中心模块发送的数据和指令，执行SAR图像处理算法。

所述的扩展存储模块，用于暂存中间数据，供控制中心模块调用。

本发明方法的具体步骤如下：

(1)显示原图像

使用鼠标和键盘，选择上位机中存储的数字SAR图像文件，上位机将所选择的SAR图像显示在屏幕上；

(2)设置参数

2a)使用鼠标和键盘，在上位机的方法选择菜单中，用户根据所需的处理方法选择分割或者去噪对应的选项；

2b)用户在方法选择菜单的设置窗口中，根据选择的处理方法，输入分割处理参数或者去噪处理参数；