[发明专利]星载SAR原始数据压缩方法及装置

说明书

本公开提供一种星载SAR原始数据压缩方法，包括：操作S1：对采样数据进行分块和分离符号位；操作S2：基于前一采样数据块的均值得到后一采样数据块的均值，进而得到所有采样数据块的均值；操作S3：通过所述采样数据块的均值获得归一化因子从而对采样数据进行归一化处理得到归一化数据；操作S4：基于并联比较结构将所述归一化数据转换为温度码；操作S5：将所述温度码转换为二进制码；操作S6：将采样数据块的均值、符号位和二进制码比特拼接后打包压缩。本公开同时还提供一种星载SAR原始数据压缩装置。

技术领域

本公开涉及合成孔径雷达及数据处理技术领域，尤其涉及一种星载SAR原始数据压缩方法及装置。

背景技术

星载合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)原始数据压缩是解决观测任务获取的海量数据与有限的存储资源和通信带宽之间存在矛盾的有效办法。考虑到星载SAR数字处理系统具体实现的复杂性、实时性以及性能因素，基于分块自适应量化(BlockAdaptive Quantization，BAQ)的压缩算法是最实用的方案。

在硬件实现时，需要对采样数据在距离向和方位向分块，在方位向使用滑窗累加的方式递推估计下一采样数据块的均值，然后采用非线性映射的方式获取对应的标准差，利用标准差对数据进行归一化。对于高斯分布的量化数据，信号幅度均值与8位ADC输入信号标准差非线性映射关系为：

其中，σ代表输入信号标准差，误差函数的定义是：

使用如图1所示的“均值-ADC输入标准差”关系对数据进行归一化之后，就可以使用Lloyd-Max量化器对数据进行最优量化。

传统的实时BAQ方案采用了高低地址结合编码储存的方式，将数据块的均值作为高位地址，将采样数据的绝对值作为低位地址，使用直接寻址查表的方式进行压缩编码，这种译码模式由于地址很长，所需要的码书中存在大量的冗余信息，对应所需要的星载数字资源也很大。

综上所述，如何更有效地降低系统的资源消耗和实现成本是一个亟待解决的技术问题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

基于上述问题，本公开提供了一种星载SAR原始数据压缩方法及装置，以缓解现有技术中实时BAQ数据压缩方法存在大量冗余信息，占用资源很大等技术问题。

(二)技术方案

本公开提供一种星载SAR原始数据压缩方法，包括：操作S1：对采样数据进行分块和分离符号位；操作S2：基于前一采样数据块的均值得到后一采样数据块的均值，进而得到所有采样数据块的均值；操作S3：通过所述采样数据块的均值获得归一化因子从而对采样数据进行归一化处理得到归一化数据；操作S4：基于并联比较结构将所述归一化数据转换为温度码；操作S5：将所述温度码转换为二进制码；操作S6：将采样数据块的均值、符号位和二进制码比特拼接后打包压缩。

根据本公开实施例，操作S1时，对采样数据进行距离向和方位向的分块。

根据本公开实施例，操作S2时，采用滑动窗方式，基于前一采样数据块的均值流水递推得到后一采样数据块的均值。

根据本公开实施例，所述归一化因子为标准差的倒数，用服从不同标准差的采样数据乘以标准差的倒数，对数据进行一次量化。

根据本公开实施例，归一化操作时，将分块均值作为地址通过均值-标准差倒数查找表来获取标准差倒数，其中的标准差指的是ADC输入标准差，归一化后的采样数据将近似服从标准正态分布。

根据本公开实施例，所述并联比较结构是基于无冗余信息的Lloyd-Max门限查找表配置的。