电子与信息学报第28卷2006年总目次

论文一种基于钟摆模型的舰船目标成像方法...........................................................雷杰,邢孟道,保铮(1)一种用各向异性扩散方程抑制SAR相干斑噪声的方法...............................................黄倩,张冰尘,王岩飞(7)基于自适应加权方法的复值SAR图像的频域压缩改进算法.................................................孙明,李春升(12)星载极化SAR原始数据模拟研究.......................................................................岳海霞,杨汝良(16)采用Lanczos算法快速估计噪声子空间......…     

SAR原始数据时频域幅相压缩算法

采用时频分析的方法,结合SAR原始数据非平稳的时频振荡特性,提出了一种基于Gabor变换的SAR原始数据时频域幅相压缩算法.该算法首先对分块原始数据进行幅度-相位转换、2D-RDGT变换以及在时频域内对各频率平面根据方差进行比特分配,然后采用分块自适应量化算法量化各频率平面.实验结果表明,该算法与传统的BAQ算法和已有的幅相算法相比无论在数据域还是在图像域的压缩性能都取得了明显的改善.     

基于DCT的SAR原始数据压缩算法分析

根据合成孔径雷达(SAR)原始数据经离散余弦变换(DCT)后的系数特性,分析了在DCT域按各子带能量分布作变比特块自适应量化的算法--DCT域块自适应量化(DCT-BAQ),并将该方法与时域BAQ算法作了比较.结合一组实测SAR原始数据,用两种算法分别进行了压缩和解压缩,并计算了数据域及图像域信噪比,给出了两种压缩算法所成的图像.实验证明,在相同的比特率下,DCT-BAQ算法的数据域和图像域信噪比均比时域BAQ算法高.数据域信噪比增加1.38～1.94 dB,图像域信噪比增加1.56～1.91 dB.加之DCT变换是实数运算、有快速算法,所以将它用于SAR原始数据压缩有一定的优越性.     

一种距离聚焦后的SAR原始数据压缩算法

由于合成孔径雷达(SAR)原始数据的相关性很低,直接压缩原始数据是比较困难的。该文提出一种新算法,先对SAR原始数据作距离聚焦处理,使其在方位向具有较强的相关性,再沿方位向作矢量线性预测,并对预测残差序列作分块自适应量化。结合一组实测SAR原始数据,用3种算法分别进行了压缩和解压缩,并计算了数据域及图像域信噪比,给出了3种压缩算法所成的图像。实验表明,在相同比特率条件下,该文算法得到的数据域信噪比和图像域信噪比均比BAQ算法高。该文算法的计算量远小于有关文献给出的距离聚焦后的压缩方法。     

基于二维查找表结构的SAR原始数据自适应频域压缩算法

该文针对实际SAR多普勒中心偏移及多普勒谱分裂问题,提出基于一维查找表的自适应多普勒非均匀压缩比分配方法,该方法结合一维量化编码查找表构成二维查找表结构的SAR原始数据自适应频域压缩算法。该文推导了SAR距离向回波频谱解析式,给出距离向非均匀压缩比分配通用方案。实际数据处理结果表明,该方法比传统频域类压缩算法具有更好的信噪比及鲁棒性。理论分析结果表明,其运算量提高很小,易于工程实现。     

基于DCT的分块自适应量化算法及其用于SAR原始数据压缩

该文提出了一种基于离散余弦变换(DCT)和分块自适应量化相结合的SAR原始数据压缩算法。利用SAR原始数据满足局部平稳高斯随机过程的特点,通过将DCT系数进行重排,并对重排后的系数矩阵进行有效的量化比特分配和分块自适应量化,从而大幅度提高了量化增益。通过对真实SAR原始数据的压缩实验结果表明:该文算法与BAQ算法相比,以相对较低的运算复杂度增加,使图像域的压缩性能指标有了明显提高。     

星载SAR原始数据压缩模块的FPGA实现

分块自适应量化（BAQ）算法是目前最适于工程实现的合成孔径雷达（SAR）原始数据压缩算法。文中介绍了该算法的基本原理，针对星载SAR数据的实时传输，重点介绍了可变压缩比BAQ算法的数据压缩模块方案及其FPGA设计实现硬件压缩，并给出了仿真结果。用FPGA实现原始数据压缩灵活可靠，适合在星载SAR系统中应用。     

部分饱和SAR原始数据压缩

分块自适应量化(BAQ)算法在实际应用中碰到的问题是SAR原始数据含有较多饱和成分的量化。文中分析了BAQ对这类数据产生较大误差的原因。根据数据的特点,提出了一种对传统BAQ进行改良的压缩算法部分饱和BAQ(FSBAQ).实验表明,这种方法在不改变压缩比的情况下,对存在一定饱和的数据都能提高4.5dB以上的量化信噪比.文中给出了一条选择量化形式的曲线。并给出用传统BAQ算法及该文给出的算法对一块SAR原始数据进行量化和结果对比。     

基于小波的SAR原始数据幅相压缩算法

根据SAR原始数据幅值和相位统计独立的分布特点,该文在分析了SAR原始数据幅值的小波域系数特性后,研究了对SAR原始数据的幅值和相位分别进行量化的基于小波变换的幅相压缩算法。文中采用此算法对实际合成孔径雷达数据进行了压缩,结果表明,与传统的BAQ算法相比,该算法在很好保持数据的相位信息的同时,压缩效果有了明显的改善。     

星载SAR原始数据BAQ压缩算法性能评估

对星载合成孔径雷达(SAR)原始数据压缩算法的压缩性能评估是全面了解算法性能、合理选择算法方案的有效手段。该文模拟了以真实SAR图像为背景,引入点目标阵列的SAR回波数据;定义了综合评估指标;对分块自适应量化(BAQ)算法进行了不同分块方案、不同压缩比下的压缩实验;得到了一系列评估指标的计算结果。研究结果表明:BAQ算法对图像域的空间分辨率没有影响;不会引起图像的几何失真;对辐射分辨率影响很小;压缩引起的图像主瓣峰值失真不能够用统一的因子校正。同时该综合评价指标也可以推广到其他压缩算法评估中。     

A comparison of several algorithms for SAR raw data compression

Proposes new algorithms for synthetic aperture radar (SAR) raw data compression and compares the resulting image quality with the quality achieved by commonly used methods. The compression is carried out in time and frequency domain, with statistic, crisp, and fuzzy methods. The algorithms in the time domain lead to high resolution and a good signal-to-noise ratio, but they do not optimize the performance of the compression according to the frequency envelope of the signal power in both range and azimuth directions. The hardware requirements for the compression methods in the frequency domain are significant, but a higher performance is obtained. Even with a data rate of 3 bits/sample, a satisfactory phase accuracy is achieved which is an essential parameter for polarimetric and interferometric applications. Preliminary analysis concerning the suitability of the proposed algorithms for different SAR applications shows that the compression ratio should be adaptively selected according to the specific application     

网格编码矢量量化在SAR原始数据压缩中的应用

本文提出了一种结合传统的块自适应量化与网格编码矢量量化对SAR原始数据进行压缩的方法。首先对SAR原始数据实施块自适应量化以减小数据的动态范围,然后对块自适应量化后的数据进行网格编码矢量量化。该方法在考虑了SAR原始数据特性的基础上较好地利用了矢量的空间相关性和信号的时间相关性,进一步提高了量化增益。仿真结果表明,该方法在SAR原始数据的压缩中取得了很好的效果。     

Compression of complex-valued SAR images

Synthetic aperture radars (SAR) are coherent imaging systems that produce complex-valued images of the ground. Because modern systems can generate large amounts of data, there is substantial interest in applying image compression techniques to these products. We examine the properties of complex-valued SAR images relevant to the task of data compression. We advocate the use of transform-based compression methods but employ radically different quantization strategies than those commonly used for incoherent optical images. The theory, methodology, and examples are presented.     

基于2D实值离散Gabor变换的SAR原始数据压缩

该文采用时频分析的方法,结合合成孔径雷达(SAR)原始数据的线性调频特性,提出了一种基于2D实值离散Gabor变换的SAR原始数据压缩方法。该方法对I,Q两路原始数据进行分块,先对每一块进行二维实值离散Gabor变换(2D-RDGT),在时频平面内对各频率平面根据方差进行比特分配,然后采用BAQ量化各频率平面。用同一块数据进行压缩解压缩成像实验并与已有的方法进行比较,实验结果表明该文提出的方法在数据域和图像域的性能都优于已有的方法。     

一种有效的合成孔径雷达原始数据高倍数压缩算法

在分析分块自适应量化(BAQ)压缩数据的分布特性、量化信噪比、动态范围及其对矢量量化数据压缩性能和运算量影响的基础上,对分块自适应矢量量化(BAVQ)压缩算法进行了改进,提出了采用高比特数BAQ压缩的方案.利用改进的BAVQ算法压缩高分辨率SAR原始数据的结果表明,在相同压缩比的条件下,该文提出的改进算法可获得更大的量化信噪比.解压缩数据生成的图像可以清晰地保留图像中的细节信息.     

合成孔径雷达数据压缩算法性能分析

随着合成孔径雷达(SAR)向高分辨率、宽测绘带和多模式方向发展,星载SAR系统存在高数据率下传和处理的问题.原始数据压缩成为减小数据率的重要手段.文中在详细分析SAR原始数据压缩算法性能的影响因素的基础上,从工程应用的角度结合高分辨率SAR实际数据.从原始数据域和图像域等方面对目前存在的BAQ、AP和WT-AP等6种SAR原始数据压缩算法的性能做了深入的比较分析,为星载合成孔径雷达系统设计提供有益的参考.     

Estimation of doppler centroid frequency in spaceborne ScanSAR

Doppler centroid frequency is an essential parameter in the imaging processing of the Scanning mode Synthetic Aperture Radar （ScanSAR）. Inaccurate Doppler centroid frequency will result in ghost images in imaging result. In this letter, the principle and algorithms of Doppler centroid frequency estimation are introduced. Then the echo data of ScanSAR system is analyzed. Based on the algorithms of energy balancing and correlation Doppler estimator in the estimation of Doppler centroid frequency in strip mode SAR, an improved method for Doppler centroid frequency estimation in ScanSAR is proposed. The method has improved the accuracy of Doppler centroid frequency estimation in ScanSAR by zero padding between burst data. Finally, the proposed method is validated with the processing of ENVironment SATellite Advanced Synthetic Aperture Radar （ENVISAT ASAR） wide swath raw data.     

SAR原始数据矢量量化的码书改进研究

首先对矢量量化编码的基本原理进行了讨论,并对矢量量化编码中的码书生成方法进行了研究,在此基础上提出了SAR原始数据矢量量化编码中一种码书生成的改进方法。文中还介绍了利用改进的码书对SAR原始数据进行量化编码的应用,得到了较好的效果,并给出了实验结果。     

Feature-enhanced synthetic aperture radar image formation based onnonquadratic regularization

We develop a method for the formation of spotlight-mode synthetic aperture radar (SAR) images with enhanced features. The approach is based on a regularized reconstruction of the scattering field which combines a tomographic model of the SAR observation process with prior information regarding the nature of the features of interest. Compared to conventional SAR techniques, the method we propose produces images with increased resolution, reduced sidelobes, reduced speckle and easier-to-segment regions. Our technique effectively deals with the complex-valued, random-phase nature of the underlying SAR reflectivities. An efficient and robust numerical solution is achieved through extensions of half-quadratic regularization methods to the complex-valued SAR problem. We demonstrate the performance of the method on synthetic and real SAR scenes.     

视频压缩中运动估计算法的研究

MVFAST算法是视频压缩中一种重要的运动估计算法,但其缺乏是对图像时域相关性的考虑会造成不恰当的运动类型划分。因此,针对这个问题提出一种改进的运动矢量场自适应运动估计算法。该算法基于MVFAST分级搜索的思想,通过优化运动强度的划分方法,引入相对运动类型的划分来对大运动块自适应地选择搜索模式,使用简单的搜索策略,自适应地提前结束搜索。实验结果表明,该改进算法与MVFAST算法相比,在图像质量稍有下降的前提下,具有搜索速度上的明显优势。