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极化SAR原始数据压缩方法研究

作　者: 王德伍
导　师: 邹斌
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 信息与通信工程
关键词: 极化合成孔径雷达 原始数据压缩 最优量化 极化相位信息
分类号: TN957.52
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


合成孔径雷达(SAR)是一种能够在全天时、全天候应用的微波成像系统。由于地物的后向散射特性不同会导致其对不同的极化电磁波的电磁响应不同，因此可以采用多极化SAR系统来获得地物更加详细的信息以提高信号的可靠性，但与此同时SAR的数据量将会由于传输和存储而极大地增加。对极化SAR原始数据进行有效的压缩，是解决这一问题的一种行之有效的方法。全极化SAR(POLSAR)包含四个通道，HH、HV、VV和VH通道，对于每个通道所获得到的图像都是单视复图像，即对单极化SAR原始回波数据压缩的方法应用到全极化SAR上都适用，但对于全极化SAR，考虑到各个不同通道之间的关系，相对的极化相位信息比较重要。所以需要采用能够更好的保留相位信息和不同通道间的极化相位信息的压缩方法。本文主要研究了极化SAR原始数据压缩方法。论文首先介绍了SAR信号的特点以及极化SAR原始回波数据的统计特性，给出了每个通道数据的幅度分布，相位分布以及同极化与交叉极化通道的相位差的分布。同时也介绍了数据压缩中常用的有损压缩方法。对极化SAR原始数据，本文首先给出了基于BAQ方法直接对极化数据按照单极化数据处理方法的结果。在此基础上，为了更好的保留每个通道的相位信息，给出了幅度相位编码压缩方法，此方法在保护相位信息的同时对幅度信息也有较好的保护。最后在幅度相位编码的基础上研究了相对相位编码以保留不同通道间的极化相位信息，根据极化SAR原始数据的统计特性，对回波幅度进行瑞利分布的最优量化，对于同极化通道的相位进行均匀量化，而对不同通道的相位差单独量化间接得到交叉极化的相位信息，通过对比，相对相位编码的方法能够较好的保护相对相位信息。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-6
目录  6-8
第1章 绪论  8-15
  1.1 课题来源及研究的目的和意义  8-10
  1.2 单极化SAR原始数据压缩方法发展现状及分析  10-12
  1.3 多极化SAR原始数据压缩方法研究现状及分析  12-13
  1.4 课题的主要研究内容及论文结构  13-15
第2章 SAR基础理论及数据压缩方法简介  15-27
  2.1 引言  15
  2.2 SAR基本理论  15-18
  2.3 极化SAR原始数据统计特性分析  18-22
  2.4 数据压缩基本原理  22-26
    2.4.1 信息率失真函数  23-24
    2.4.2 标量量化  24-26
  2.5 本章小结  26-27
第3章 极化SAR原始数据压缩方法研究  27-44
  3.1 引言  27
  3.2 基于分块自适应量化的极化SAR原始数据压缩方法  27-32
    3.2.1 分块自适应量化原理分析  28-30
    3.2.2 分块自适应量化编码算法流程  30-32
  3.3 基于幅度相位量化编码的极化SAR原始数据压缩方法  32-37
    3.3.1 幅度相位压缩方法原理分析  32-36
    3.3.2 幅度相位压缩方法算法流程  36-37
  3.4 基于相对相位独立编码的极化SAR原始数据压缩方法  37-42
    3.4.1 相对相位编码压缩方法原理分析  37-40
    3.4.2 相对相位编码压缩方法算法流程  40-42
  3.5 本章小结  42-44
第4章 极化SAR原始数据压缩结果及分析  44-58
  4.1 引言  44-47
  4.2 极化SAR原始数据块自适应量化压缩结果及分析  47-48
    4.2.1 极化SAR原始数据块自适应量化压缩定性结果及分析  47-48
    4.2.2 极化SAR原始数据块自适应量化压缩定量结果分析  48
  4.3 极化SAR原始数据幅度相位法压缩结果及分析  48-51
    4.3.1 极化SAR原始数据幅度相位法压缩定性结果及分析  48-49
    4.3.2 极化SAR原始数据幅度相位法压缩定量结果及分析  49-51
  4.4 极化SAR原始数据相对相位编码法压缩结果及分析  51-54
    4.4.1 极化SAR原始数据相对相位编码法压缩定性结果及分析  51-53
    4.4.2 极化SAR原始数据相对相位编码法压缩定量结果及分析  53-54
  4.5 极化SAR原始数据不同压缩算法结果比较  54-57
  4.6 本章小结  57-58
结论  58-60
参考文献  60-64
攻读学位期间发表的学术论文  64-66
致谢  66

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 雷达 > 雷达设备、雷达站 > 雷达接收设备 > 数据、图像处理及录取
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