专利名称：抗饱和的SAR原始数据Nbit均匀量化动态解码方法
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Nb it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^+0. 5,2^-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 Johnson, Block AdaptiveQuantization of Magellan SAR Data”， IEEETRANSACTIONS ON GEOSCIENCE AND REMOTESENSING. VOL. 27. NO. 4. JULY 1989, 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I)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11-2^+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I)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O ;其还包括
4)根据使
权利要求
1.一种抗饱和的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11-2^+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I)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O ;其特征在于，还包括+c°I 4)根据使￡00=I (卜沖为最小的准则，计算方差0对应的边界码值I ; 5)对该回波数据块重新进行动态解码，对于n> 0且n < 2n-1的非边界码值数据保持其解码值11-2^+0. 5不变，对于n = 0的数据重新解码为_y，对于n = 2N_1的数据重新解码为I。
2.根据权利要求I所述的抗饱和的SAR原始数据Nbit均匀量化动态解码方法，其特征在于，所述步骤2)中对Nbit均匀量化的SAR原始回波数据进行分块处理，距离向分块大小采用256或512，方位向分块大小采用64。
3.根据权利要求I所述的抗饱和的SAR原始数据Nbit均匀量化动态解码方法，其特征+c°I在于，所述步骤4)中边界码值的计算方法采用令执>0= j小的准则，就是使边界量化区间内量化误差最小的准则。
4.根据权利要求I或3所述的抗饱和的SAR原始数据Nbit均匀量化动态解码方法，其特征在于，所述步骤4)中边界码值y，是根据输入功率方差O动态计算，即采用 j,xiheM-^)dxy =-i——的计算方法。 X^M-2^]dX
全文摘要
本发明公开了一种抗饱和的SAR原始数据Nbit均匀量化动态解码方法，涉及合成孔径雷达信号处理技术，首先根据符合高斯分布数据Nbit均匀量化后的输出功率与输入功率的先验曲线，通过计算均匀量化输出功率得到输入信号方差，然后根据输入信号方差动态改变Nbit均匀量化的边界码值进行解码。本发明方法有效提高了SAR原始数据均匀量化的抗饱和能力，显著降低了量化饱和功率损失，明显提高了SAR图像信噪比。
文档编号G01S13/90GK102798859SQ20111014036
公开日2012年11月28日 申请日期2011年5月27日 优先权日2011年5月27日
发明者仇晓兰, 胡东辉, 雷斌, 丁赤飚 申请人:中国科学院电子学研究所