小波域的合成孔徑雷達(dá)原始數(shù)據(jù)壓縮.pdf

1、作為一種高分辨率主動(dòng)微波成像雷達(dá)，合成孔徑雷達(dá)(SAR)原始數(shù)據(jù)量極大，難以符合存儲(chǔ)或傳輸?shù)囊?，?shù)據(jù)壓縮是保證SAR系統(tǒng)指標(biāo)同時(shí)減小數(shù)據(jù)量的有效方法。在分析SAR原始數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)特性和功率特性的基礎(chǔ)上，本文從二進(jìn)制小波變換、二進(jìn)制小波包變換、多進(jìn)制小波變換和多小波變換4個(gè)方面，較系統(tǒng)地研究了小波域的SAR原始數(shù)據(jù)壓縮算法，以期獲得更高效、實(shí)用的壓縮方法。 本文研究了二進(jìn)制小波變換的相關(guān)理論，針對分解系數(shù)的量化提出了二進(jìn)制小波分解

2、系數(shù)的熵約束分塊自適應(yīng)量化(WT-ECBAQ)和網(wǎng)格編碼量化(WT-TCQ)。二進(jìn)制小波變換采用非均勻分辨率對信號進(jìn)行時(shí)間(空間)和頻率分析，變換系數(shù)能量相對集中，因此在變換域內(nèi)進(jìn)行比特分配，可以實(shí)現(xiàn)良好的編碼效果。WT-ECBAQ根據(jù)分塊方差自適應(yīng)地調(diào)節(jié)量化器參數(shù)，通過量化降低數(shù)據(jù)熵值，利用熵編碼器進(jìn)一步降低碼率，達(dá)到所需壓縮比，試驗(yàn)表明此算法壓縮性能較好。WT-TCQ算法利用TCQ算法復(fù)雜性中等而性能與矢量量化相當(dāng)?shù)膬?yōu)點(diǎn)，可以獲得更

3、高的壓縮信噪比，編碼率較大時(shí)，壓縮算法的性能優(yōu)勢更明顯。 本文通過研究二進(jìn)制小波包變換的基本理論，分析分解系數(shù)的特點(diǎn)，提出二進(jìn)制小波包分解系數(shù)的分塊自適應(yīng)量化(WPT-BAQ)和二進(jìn)制小波包分解系數(shù)的TCQ量化(WPT-TCQ)。二進(jìn)制小波包變換調(diào)整分解結(jié)構(gòu)，選擇性地分解每層的高頻分量，克服了二進(jìn)制小波變換高頻部分頻率分辨率低的缺點(diǎn)，對不同子帶分配不同碼率能夠更有效地利用編碼資源，提高壓縮性能。WPT-BAQ根據(jù)分塊方差調(diào)節(jié)Ll

4、oyd-Max最佳量化器的量化參數(shù)，充分利用量化資源。WPT-TCQ利用分解系數(shù)間有限的相關(guān)性和TCQ自身的優(yōu)勢獲得更好的壓縮效果。壓縮試驗(yàn)說明WPT-TCQ算法性能優(yōu)于WPT-BAQ算法，且編碼率高時(shí)這種優(yōu)勢更明顯。 本文在研究多進(jìn)制小波變換的基礎(chǔ)上，提出了多進(jìn)制小波分解系數(shù)的BAQ量化算法。多進(jìn)制小波變換更直接地細(xì)致劃分信號頻帶，有利于捕獲信號的細(xì)節(jié)，與二進(jìn)制小波僅有一個(gè)尺度函數(shù)和一個(gè)小波函數(shù)不同，M進(jìn)制小波具有一個(gè)尺度函數(shù)

5、和M-1個(gè)小波函數(shù)。壓縮算法根據(jù)信號特征合理地利用編碼資源，減小量化失真，數(shù)值試驗(yàn)說明算法性能良好。 本文根據(jù)SAR原始數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，結(jié)合多小波變換的優(yōu)勢，提出多小波分解系數(shù)的BAQ量化，并借助具體數(shù)值試驗(yàn)說明算法性能。作為小波理論發(fā)展的新階段，多小波具有矢量尺度函數(shù)和矢量小波函數(shù)，能同時(shí)滿足對稱性、緊支性、消失矩和正交性的要求，有助于獲得更適合壓縮的小波域數(shù)據(jù)。 由于性能良好而復(fù)雜性較小，所以小波域的SAR原始數(shù)據(jù)壓縮算