[發明專利]一種雷達回波序列的無損壓縮方法、裝置和雷達系統

在審

• 申請號: 202110349383.3
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN113075624A
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 顏露新;魏淑婷;陳立群;鐘勝;陳金祥
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G01S7/292
• 分類號: G01S7/292
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 王穎翀

本發明公開了一種雷達回波序列的無損壓縮方法、裝置和雷達系統，屬于數據壓縮領域，所述方法包括：對雷達回波序列進行虛實分離得到I、Q分量矩陣；分別對I、Q分量矩陣進行數據重排、符號歸一操作得到I、Q符號標識矩陣和非負矩陣；再分別對I、Q非負矩陣進行中值邊緣預測得到I、Q預測結果矩陣，以獲取I、Q預測殘差；分別對I、Q預測殘差進行整合、Range編碼得到I、Q非負矩陣壓縮碼流；分別對I、Q分量矩陣對應的符號標識矩陣進行PAQ編碼得到I、Q符號標識矩陣壓縮碼流；將I、Q非負矩陣壓縮碼流和I、Q符號標識矩陣壓縮碼流對應疊加得到壓縮碼流。本發明通過重排、歸一操作、邊緣預測以及對殘差進行整合能夠提升壓縮比。

技術領域

本發明屬于數據壓縮領域，更具體地，涉及一種雷達回波序列的無損壓縮方法、裝置和雷達系統。

背景技術

隨著信息科學技術的快速發展，雷達在多個場景得到廣泛應用。例如，利用雷達勘測地殼運動，以防止地質災害；利用雷達監測云層變化，以實現精準天氣預報；利用雷達預警敵方戰機，以避免遭受軍事襲擊等。面對雷達的廣泛應用，隨之而來的是數據的爆發式增長，這給存儲帶來了巨大壓力，而數據壓縮是解決這一問題的有效途徑。對于有著數據高保真需求的應用，例如基于雷達的弱小目標識別跟蹤，該應用檢測難度大、對目標的分辨率要求極高，往往要求解壓縮后數據無失真。另外，雷達采樣精度高，采樣數值往往是經模數轉換后的雙精度浮點數據，無損壓縮難度大。

現有技術中數據壓縮方法都不是專門針對雷達回波序列數據壓縮而設計，缺少對雷達回波序列的相關性挖掘，無法達到最佳壓縮效果。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種雷達回波序列的無損壓縮方法、裝置和雷達系統，其目的在于解決由于雷達回波序列數據高動態、高隨機導致的無損壓縮難度大的技術問題。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種雷達回波序列的無損壓縮方法，包括：

S1：對所述雷達回波序列對應的采樣矩陣M進行虛部和實部分離得到I分量矩陣和Q分量矩陣；

S2：分別對所述I分量矩陣和所述Q分量矩陣進行數據重排；

S3：將重排后的I分量矩陣和重排后的Q分量矩陣進行符號歸一操作得到所述I分量矩陣和所述Q分量矩陣各自對應的符號標識矩陣和非負矩陣；

S4：分別對所述I分量矩陣對應的非負矩陣和所述Q分量矩陣對應的非負矩陣進行中值邊緣預測得到I預測結果矩陣和Q預測結果矩陣；

S5：將所述I預測結果矩陣減去所述I分量矩陣得到I預測殘差；將所述Q預測結果矩陣減去所述Q分量矩陣得到Q預測殘差；

S6：分別對所述I預測殘差和所述Q預測殘差進行整合得到I殘差二元組和Q殘差二元組；分別對所述I殘差二元組和所述Q殘差二元組實施Range編碼得到I非負矩陣壓縮碼流和Q非負矩陣壓縮碼流；

S7：分別對I、Q分量矩陣對應的符號標識矩陣進行PAQ編碼得到I、Q符號標識矩陣壓縮碼流；

S8：將所述I符號標識矩陣壓縮碼流與所述I非負矩陣壓縮碼流進行疊加得到I數據壓縮碼流；將所述Q符號標識矩陣壓縮碼流與所述Q非負矩陣壓縮碼流進行疊加得到Q數據壓縮碼流；

S9：將所述I數據壓縮碼流和所述Q數據壓縮碼流進行疊加得到所述雷達回波數據對應的壓縮碼流。

在其中一個實施例中，所述S2包括：

分別將所述I分量矩陣和所述Q分量矩陣作為待處理矩陣進行數據重排得到重排后的I分量矩陣和重排后的Q分量矩陣，過程如下：

S21：將所述I分量矩陣中的數據按照單個脈沖序列經過不同距離門采樣得到的數值為列單位進行排列，形成矩陣M₁；