CN109298421B - 一种可配置图幅的sar成像系统及其实现方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可配置图幅的SAR成像系统包括：参数输入模块，用于输入配置参数，所述配置参数包括图幅大小，原点坐标值以及坐标增量值；图像坐标生成模块，用于生成图像上所有像素点的坐标值，在所述原点坐标值的基础上通过累加所述坐标增量值生成下一个像素点的坐标值，并将生成的坐标值发送到SAR运算模块；SAR运算模块，根据接收到的像素点的坐标值进行SAR成像运算获得像素点数据，得到整幅图像。

Description

一种可配置图幅的SAR成像系统及其实现方法
技术领域
本发明属于雷达成像领域，尤其是可配置图幅的SAR成像系统及其实现方法。
背景技术
合成孔径雷达(SAR)具有二维距离和方位高分辨率，能对场景作高分辨率的二维成像。与传统光学成像相比，可以全天候、全天时、远距离对目标进行检测和定位，并具有一定的地表穿透能力，在军用和许多民用领域发挥着重要作用。
传统的SAR成像实现方法均采用固定图幅，即仅针对某一类特定目标；如果要改变图幅大小，则需修改软件或硬件。这严重影响了SAR成像的灵活性，并难以达到实时性要求。因此，需要一种可动态配置图幅的SAR成像实现方法。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种可配置图幅的SAR成像系统及其实现方法，解决针对SAR成像技术的上述灵活性、实时性需求。
为解决上述技术问题，本发明所提供的一种可配置图幅的SAR成像系统包括，
参数输入模块，用于输入配置参数，所述配置参数包括图幅大小，原点坐标值以及坐标增量值；
图像坐标生成模块，用于生成图像上所有像素点的坐标值，在所述原点坐标值的基础上通过累加所述坐标增量值生成下一个像素点的坐标值，并将生成的坐标值发送到SAR运算模块；
SAR运算模块，根据接收到的所有像素点的坐标值进行SAR成像运算，得到整幅图像。
进一步地，还包括图像积累模块，用于存储所述像素点数据，以及根据所述参数输入模块的配置参数、以及SAR算法的实现方式确定像素点数据存储地址空间。
进一步地，还包括图像输出模块，用于输出所述图像积累模块存储的所述像素点数据，并根据所述参数输入模块的配置参数确定所述像素点的值的输出方式，所述输出方式包括串行输出、并行输出、正序输出、逆序输出、输出全部图像或输出部分图像等各种灵活配置。
进一步地，图像坐标生成模块和SAR运算模块采用流水线运算方式。
进一步地，所述坐标值为平面直角坐标系中的二维坐标值或空间直角坐标系中的三维坐标值。
本发明还提供一种可配置图幅的SAR成像实现方法包括：
S1、输入配置参数，所述配置参数包括图幅大小，原点坐标值以及坐标增量值；
S2、在所述原点坐标值的基础上通过累加所述坐标增量值生成下一个像素点的坐标值，生成图像上所有像素点的坐标值；
S3、根据所述生成的像素点的坐标值进行SAR成像运算，得到整幅图像。
进一步地，还包括S4、存储所述像素点数据，以及根据所述参数输入模块的配置参数、以及SAR算法的实现方式确定像素点数据存储地址空间。
进一步地，还包括S5、输出步骤S4中存储的所述像素点数据，并根据所述配置参数确定所述像素点的值的输出方式，所述输出方式包括串行输出、并行输出、正序输出、逆序输出、输出全部图像或输出部分图像等各种灵活配置。
进一步地，步骤S2中坐标值生成和步骤S3中SAR成像运算采用流水线运算方式。
进一步地，所述坐标值为平面直角坐标系中的二维坐标值或空间直角坐标系中的三维坐标值。
本发明所述的SAR成像实现方法可以动态的调整每次成像图幅大小或形状，具有很强的灵活性；同时，每次调整图幅仅需配置少量参数，在现代电子技术下可以迅速完成配置，因此也具有很强的实时性。
附图说明
图1为本发明SAR成像系统结构示意图；
图2为本发明SAR成像实现方法流程图；
图3为实施例1平面直角坐标系成像示意图；
图4为实施例1坐标生成方案；
图5为实施例2空间直角坐标系成像示意图；
图6为实施例2坐标生成方案。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，一种可配置图幅的SAR成像系统包括：
参数输入模块，用于输入配置参数，所述配置参数包括图幅大小，原点坐标值以及坐标增量值，其中图幅大小由矩形图像两条边上的像素点数表示；
图像坐标生成模块，用于生成图像上所有像素点的坐标值，在所述原点坐标值的基础上通过累加所述坐标增量值生成下一个像素点的坐标值，并将生成的坐标值发送到SAR运算模块；
SAR运算模块，根据接收到的像素点的坐标值进行SAR成像运算获得像素点数据，得到整幅图像。
坐标值为平面直角坐标系中的二维坐标值或空间直角坐标系中的三维坐标值。
在本实施方式中，还包括图像积累模块，用于存储所述像素点数据，以及根据所述参数输入模块的配置参数、以及SAR算法的实现方式确定像素点数据存储地址空间。在图像积累模块中无需建立符合实际图幅的二维存储空间，而可以按照上述坐标生成方案将二维存储空间折叠成一维存储空间，需要实现的仅是坐标与存储地址的一一映射。对于软件实现的SAR成像算法，可以根据所述配置参数中的图幅大小，动态开辟存储空间；对于硬件实现的SAR成像算法，可以按照最大图幅预留存储空间，在实际工作时动态利用部分或全部存储空间。
还包括图像输出模块，用于输出所述图像积累模块存储的所述像素点数据，并根据所述参数输入模块的配置参数确定所述像素点数据的输出方式，所述输出方式包括串行输出、并行输出、正序输出、逆序输出、输出全部图像或输出部分图像等各种灵活配置。为了减少带宽需求，通常采用串行输出的输出像素点数据。
在本实施方式中，图像坐标生成模块和SAR运算模块采用流水线运算方式(pipeline calculation)。即图像坐标生成模块和SAR运算模块依次处理同一个坐标值。
本发明的可配置图幅的SAR成像实现方法如图2所示包括：
S1、输入配置参数，所述配置参数包括图幅大小，原点坐标值，坐标增量值；
S2、在所述原点坐标值的基础上通过累加所述坐标增量值生成下一个像素点的坐标值，生成图像上所有像素点的坐标值。
S3、根据所述生成的像素点的坐标值进行SAR成像运算，得到整幅图像。
还包括S4、存储所述像素点数据，以及根据所述参数输入模块的配置参数、以及SAR算法的实现方式确定像素点数据存储地址空间。
S5、输出步骤S4中存储的所述像素点数据，并根据所述配置参数确定所述像素点的值的输出方式，所述输出方式包括串行输出、并行输出、正序输出、逆序输出、输出全部图像或输出部分图像等各种灵活配置。
实施例1：
对于图3所示的平面直角坐标系中的二维坐标(阴影部分为待成像区域)，需要配置的参数为原点坐标(X0,Z0)、两个方向上的坐标增量(ΔX,ΔZ)以及两个方向上的像素点数(NX,NZ)。
图像坐标生成模块在接收到上述参数后，开始串行的按照一定规则依次生成成像区域内的所有其他像素点坐标。图4所示为本实施例的坐标生成顺序，以原点(X0,Z0)为起点，以Z方向上的NZ个点为一组，保持X方向坐标不变，在Z方向坐标上依次累加ΔZ；当一组坐标生成后，在X方向坐标上累加ΔX，再进行新一组NZ个坐标的生成。
实施例2：
对于图5所示的空间直角坐标系中的三维坐标(阴影部分为待成像区域)，由于成像区域为一平面，为了简单起见，可以在成像区域所在平面上重新建立平面直接坐标系(以W、H表示两个正交的方向)，且W、H两个方向上的任何参数均可投射到空间直角坐标系的X、Y、Z三个方向上。
因此，所述参数输入模块需要配置的参数为原点坐标(X0,Y0,Z0)，W方向上的坐标增量(W_X_Delta,W_Y_Delta,W_Z_Delta)、H方向上的坐标增量(H_X_Delta,H_Y_Delta,H_Z_Delta)以及两个方向上的像素点数(NW,NH)。
图像坐标生成模块在接收到上述参数后，开始串行的按照一定规则依次生成成像区域内的所有其他像素点坐标。图6所示为本实施例的坐标生成顺序，它以原点(X0,Y0,Z0)为起点，以H方向上的NH个点为一组，保持W方向坐标不变，在H方向坐标上依次累加ΔH；当一组坐标生成后，在W方向坐标上累加ΔW，再进行新一组NH个坐标的生成。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而非对实施方式的限定。对于所属技术领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍属于本发明创造的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种可配置图幅的SAR成像系统，其特征在于，包括：
参数输入模块，用于输入配置参数，所述配置参数包括图幅大小，原点坐标值以及坐标增量值；
图像坐标生成模块，用于生成图像上所有像素点的坐标值，在所述原点坐标值的基础上通过累加所述坐标增量值生成下一个像素点的坐标值，并将生成的坐标值发送到SAR运算模块；所述坐标值为平面直角坐标系中的二维坐标值或空间直角坐标系中的三维坐标值；
SAR运算模块，根据接收到的像素点的坐标值进行SAR成像运算获得像素点数据，得到整幅图像。
2.如权利要求1所述的SAR成像系统，其特征在于，还包括图像积累模块，用于存储所述像素点数据，以及根据所述参数输入模块的配置参数、以及SAR算法的实现方式确定像素点数据存储地址空间。
3.如权利要求1所述的SAR成像系统，其特征在于，还包括图像输出模块，用于输出所述图像积累模块存储的所述像素点数据，并根据所述参数输入模块的配置参数确定所述像素点数据的输出方式。
4.如权利要求1所述的SAR成像系统，其特征在于，所述图像坐标生成模块和SAR运算模块采用流水线运算方式。
5.一种可配置图幅的SAR成像实现方法，其特征在于，包括：
S1、输入配置参数，所述配置参数包括图幅大小，原点坐标值以及坐标增量值；
S2、在所述原点坐标值的基础上通过累加所述坐标增量值生成下一个像素点的坐标值，生成图像上所有像素点的坐标值；所述坐标值为平面直角坐标系中的二维坐标值或空间直角坐标系中的三维坐标值；
S3、根据所述生成的像素点的坐标值进行SAR成像运算，得到整幅图像。
6.如权利要求5所述的SAR成像实现方法，其特征在于，还包括，
S4、存储所述像素点数据，以及根据所述参数输入模块的配置参数、以及SAR算法的实现方式确定像素点数据存储地址空间。
7.如权利要求5所述的SAR成像实现方法，其特征在于，还包括，
S5、输出步骤S4中存储的所述像素点数据，并根据所述配置参数确定所述像素点的值的输出方式，所述输出方式包括串行输出、并行输出、正序输出、逆序输出、输出全部图像或输出部分图像。
8.如权利要求5所述的SAR成像实现方法，其特征在于，步骤S2中坐标值生成和步骤S3中SAR成像运算采用流水线运算方式。
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