【技術實現步驟摘要】
本申請屬于干涉成像高度計領域，具體涉及一種用于干涉成像高度計在軌處理的干涉圖像壓縮方法及系統。
技術介紹
1、干涉成像高度計是新一代星載雷達高度計，可實現寬刈幅、高分辨率、高精度的海面高測量。由于采用全時工作體制，干涉成像高度計的原始數據量龐大，為了緩解星地數據下傳的壓力，需要在保持測高精度的同時大幅降低數據量。利用一般的數據壓縮方法對回波數據直接進行數據壓縮會給高程測量引入較大誤差，不能滿足測高精度要求，因此需要對回波數據進行在軌處理得到干涉圖像，通過圖像壓縮方法實現高倍率數據壓縮。合成孔徑雷達領域常用的一種圖像壓縮方法是對圖像分塊并求和取平均，通過犧牲圖像分辨率的方式降低數據量并提高信噪比。但是，干涉成像高度計的地距分辨率沿距離向不斷變化，其干涉圖像近距點的地距分辨率遠低于遠距點，上述對干涉圖像直接分塊壓縮的方法會在近星下點引入較大干涉相位誤差，同樣不能滿足測高精度要求。想要在壓縮干涉圖像的同時保持測高精度，必須解決干涉成像高度計地距分辨率變化的問題。因此，針對干涉成像高度計的在軌處理應用需求，提出一種新的干涉圖像壓縮方法及系統，高效地實現干涉圖像在軌壓縮，對下一代干涉成像高度計的研究具有重要意義。
技術實現思路
1、本申請的目的在于克服干涉成像高度計在軌處理中的干涉圖像壓縮缺陷，在降低干涉圖像壓縮對測高精度影響的同時，提高星上硬件資源的利用效率，實現低誤差、低時延、低資源消耗的干涉圖像在軌壓縮。
2、為了實現上述目的，本申請提出了一種用于干涉成像高度計在軌處理的干
3、步驟1)讀入干涉成像高度計的干涉圖像數據和像素地距；
4、步驟2)根據干涉圖像的地距覆蓋范圍生成均勻變化的地距網格；
5、步驟3)按照生成的地距網格對干涉圖像進行線性插值；
6、步驟4)對線性插值處理后的干涉圖像進行加權平均；
7、步驟5)輸出加權平均處理后的干涉圖像。
8、作為上述方法的一種改進，所述步驟2)包括：
9、步驟2-1)計算均勻地距網格距離向點數nrg：
10、
11、其中，表示向下取整操作；rg表示干涉圖像的地距覆蓋范圍；drg表示均勻地距間隔；
12、步驟2-2)以最大地距為參考，生成均勻變化的地距網格：
13、rg(n)＝rmax-drg×(nrg-n),0≤n≤nrg-1
14、其中，rg(n)表示第n個均勻地距網格點；rmax表示干涉圖像的最大地距；nrg表示均勻地距網格距離向點數；drg表示均勻地距間隔。
15、作為上述方法的一種改進，所述步驟3)中，利用滑窗比較的方式計算插值位置，即設定一個在干涉圖像上滑動的比較窗口，通過將均勻地距網格與比較窗口內的像素地距進行比較來計算插值位置，比較窗口的位置隨著圖像插值的進行不斷變化，使每個均勻地距網格的插值位置都被正確計算，包括以下步驟：
16、步驟3-1)讀入當前比較窗口覆蓋的像素地距；
17、步驟3-2)對均勻地距網格和像素地距進行比較；
18、步驟3-3)對比較結果進行解碼，計算當前均勻地距網格的插值位置；
19、步驟3-4)按照計算的插值位置，讀入干涉圖像像素和像素地距；
20、步驟3-5)完成線性插值計算；
21、步驟3-6)將當前插值位置作為下一個比較窗口的位置，返回步驟3-1)。
22、作為上述方法的一種改進，所述線性插值計算方法如下：
23、
24、其中，sg表示插值后像素；rg表示均勻地距網格；s0表示參與插值的第1個像素；r0表示所述第1個像素的地距；s1表示參與插值的第2個像素；r1表示所述第2個像素的地距。
25、作為上述方法的一種改進，所述步驟4)包括：
26、步驟4-1)對線性插值處理后的干涉圖像劃分像素鄰域；
27、步驟4-2)獲取干涉圖像加權平均所需的加權窗口系數fm,n；
28、步驟4-3)利用得到的加權窗口系數對劃分的所有像素鄰域進行加權平均：
29、
30、其中，xm,n表示所述像素領域涉及的干涉圖像像素；fm,n表示所述加權窗口系數；y表示加權平均后的新像素；m,n表示所述像素鄰域的方位向和距離向點數。
31、作為上述方法的一種改進，所述加權窗口系數，支持動態設置。
32、本申請還提供一種用于干涉成像高度計在軌處理的干涉圖像壓縮系統，基于上述方法實現，所述系統包括：
33、數據緩存模塊，用于讀入并緩存干涉成像高度計的干涉圖像數據和像素地距；
34、網格生成模塊，用于根據干涉圖像的地距覆蓋范圍生成均勻地距網格；
35、圖像插值模塊，用于按照網格生成模塊生成的均勻地距網格對干涉圖像進行線性插值操作；
36、加權平均模塊，用于對圖像插值模塊處理后的干涉圖像進行加權平均計算，并輸出處理結果。
37、作為上述系統的一種改進，所述系統在fpga上實現，采用全流程流水線設計。
38、與現有技術相比，本申請的優勢在于：
39、本專利技術采用流水線設計，將干涉圖像插值至均勻地距網格再壓縮，并通過窗口加權改善干涉圖像的空間頻譜信息。基于上述方法及系統，本專利技術可以消除干涉成像高度計地距分辨率快速變化的影響，保證在軌壓縮后干涉圖像的測高精度，同時具有低時延、低資源消耗、加權窗口易于改變的優點，可以滿足干涉成像高度計在軌處理中干涉圖像壓縮的實際應用需求。
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1.一種用于干涉成像高度計在軌處理的干涉圖像壓縮方法，所述方法包括：
2.根據權利要求1所述的用于干涉成像高度計在軌處理的干涉圖像壓縮方法，其特征在于，所述步驟2)包括：
3.根據權利要求1所述的用于干涉成像高度計在軌處理的干涉圖像壓縮方法，其特征在于，所述步驟3)中，利用滑窗比較的方式計算插值位置，即設定一個在干涉圖像上滑動的比較窗口，通過將均勻地距網格與比較窗口內的像素地距進行比較來計算插值位置，比較窗口的位置隨著圖像插值的進行不斷變化，使每個均勻地距網格的插值位置都被正確計算，包括以下步驟：
4.根據權利要求3所述的用于干涉成像高度計在軌處理的干涉圖像壓縮方法，其特征在于，所述線性插值計算方法如下：
5.根據權利要求1所述的用于干涉成像高度計在軌處理的干涉圖像壓縮方法，其特征在于，所述步驟4)包括：
6.根據權利要求1所述的用于干涉成像高度計在軌處理的干涉圖像壓縮方法，其特征在于，所述加權窗口系數，支持動態設置。
7.一種用于干涉成像高度計在軌處理的干涉圖像壓縮系統，基于權利要求1-6任一所述方法實現，
8.根據權利要求7所述的用于干涉成像高度計在軌處理的干涉圖像壓縮系統，其特征在于，所述系統在FPGA上實現，采用全流程流水線設計。
...【技術特征摘要】
1.一種用于干涉成像高度計在軌處理的干涉圖像壓縮方法，所述方法包括：
2.根據權利要求1所述的用于干涉成像高度計在軌處理的干涉圖像壓縮方法，其特征在于，所述步驟2)包括：
3.根據權利要求1所述的用于干涉成像高度計在軌處理的干涉圖像壓縮方法，其特征在于，所述步驟3)中，利用滑窗比較的方式計算插值位置，即設定一個在干涉圖像上滑動的比較窗口，通過將均勻地距網格與比較窗口內的像素地距進行比較來計算插值位置，比較窗口的位置隨著圖像插值的進行不斷變化，使每個均勻地距網格的插值位置都被正確計算，包括以下步驟：
4.根據權利要求3所述的用于干涉成像高度計...
【專利技術屬性】
技術研發人員：金瀟，石曉進，張云華，楊杰芳，董曉，劉天煒，
申請(專利權)人：中國科學院國家空間科學中心，
類型：發明
國別省市：
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