[發明專利]一種基于FPGA的SAR圖像幾何失真校正方法

有效

• 申請號: 201810833365.0
• 申請日: 2018-07-26
• 公開（公告）號: CN109146804B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 朱岱寅;金微微;李勇;毛新華;崔愛欣;賀雪莉
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06F5/06;G06T1/20;G06T1/60
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 施昊

本發明公開了一種基于FPGA的SAR圖像幾何失真校正方法，步驟為：(1)根據成像場景參數，計算幾何失真校正所需參數，并鋪設校正點網格；(2)對于一列校正點，計算得到其在SAR圖像中的坐標，進而得到其對應在DDR中存儲的地址，將地址暫存在一個地址FIFO中；(3)每次從地址FIFO中讀取一個校正點網格的地址，進行一次讀操作，讀取該地址對應的數據，將數據暫存在另一個FIFO中；(4)重復上述步驟(3)，直至該列校正點對應數據的讀取全部完成，再寫回DDR中；(5)重復步驟(2)?(4)，直至校正點網格全部處理完成。本發明實現了基于FPGA的SAR圖像幾何失真校正方法，使得PFA成像后圖像的幾何失真得到顯著校正。

技術領域

本發明屬于雷達成像與數字信號處理領域，特別涉及了一種基于FPGA的SAR圖像幾何失真校正方法。

背景技術

極坐標格式算法(Polar Format Algorithm,簡稱PFA)是一種經典的SAR成像算法，該算法采用極坐標格式存儲數據，有效地解決了遠離成像區中心散射點的越分辨單元走動問題。

但是，經典的PFA算法也存在明顯的缺陷。由于PFA采用了平面波前的假設，而實際的波前是彎曲的，由此引入的誤差主要表現為空間頻域的一次和二次空變相位誤差，對應使圖像產生幾何失真和散焦，限制了PFA的有效成像場景大小。特別是在近場，高分辨率條件下，如果不對其進行補償，有效的成像場景大小已不能滿足實際需求。

SAR回波數據具有數據量大、數據率高的特點；在SAR處理算法中，有一些傳統經典的算法控制流程簡潔，比較適合FPGA硬件實現。所以結合SAR成像處理系統的性能需求與FPGA的技術特點，利用FPGA處理SAR回波數據成為當前的研究熱點。

發明內容

為了解決上述背景技術提出的技術問題，本發明旨在提供一種基于FPGA的SAR圖像幾何失真校正方法，使PFA成像后圖像的幾何失真得到顯著校正。

為了實現上述技術目的，本發明的技術方案為：

一種基于FPGA的SAR圖像幾何失真校正方法，包括以下步驟：

(1)根據成像場景參數，計算幾何失真校正所需參數，并鋪設校正點網格；

(2)對于一列校正點，計算得到其在SAR圖像中的坐標，進而得到其對應在DDR中存儲的地址，將地址暫存在一個地址FIFO中；

(3)每次從地址FIFO中讀取一個校正點網格的地址，進行一次讀操作，讀取該地址對應的數據，將數據暫存在另一個FIFO中；

(4)重復步驟(3)，直至該列校正點對應數據的讀取全部完成，再寫回DDR中；

(5)重復步驟(2)-(4)，直至校正點網格全部處理完成。

進一步地，在步驟(1)中，按照下式鋪設校正點網格：

上式中，(j,i)為任一網格坐標，(x_t,y_t)為地面散射點的真實坐標，Na、Nr分別為方位向和距離向采樣點數，pixel_a、pixel_r分別為方位向和距離向網格大小。

進一步地，在步驟(1)中，在鋪設校正點網格時，距離向網格與方位向網格大小需設定為統一值，令pixel_r＝pixel_a。

進一步地，在步驟(2)中，當計算所得SAR圖像中的坐標超出采樣點范圍時，將其直接置零。

進一步地，在步驟(2)中，當計算所得SAR圖像中的坐標不是整數時，采用四舍五入的方式對其取整后，再轉化為其對應在DDR中存儲的地址。

進一步地，在步驟(2)中，計算所得SAR圖像中的坐標與對應DDR中存儲地址的關系與成像數據寫入DDR的形式和方式相關。