CN112671412A

CN112671412A - 一种雷达回波数据压缩方法及装置

Info

Publication number: CN112671412A
Application number: CN202011550823.3A
Authority: CN
Inventors: 周双林; 王伟
Original assignee: Beijing Highlandr Digital Technology Co ltd
Current assignee: Beijing Highlandr Digital Technology Co ltd
Priority date: 2020-12-24
Filing date: 2020-12-24
Publication date: 2021-04-16

Abstract

本发明提供一种雷达回波数据压缩方法及装置，所述方法包括：统计获取待处理的回波信号的统计参数；根据所述回波信号的统计参数，确定所述待处理的回波信号的类型；根据所述类型对所述待处理的回波信号进行压缩处理。本发明的技术方案，实现了对雷达数据高效压缩的同时提高压缩后数据的精确度。

Description

一种雷达回波数据压缩方法及装置

技术领域

本发明涉及雷达回波数据处理技术领域，尤其涉及一种雷达回波数据压缩方法及装置。

背景技术

随着电子信息技术的不断发展，雷达回波数据量也越来越庞大，往往会占据巨大的存储空间以及在传送过程中占用大的传输带宽，这将会直接影响数据存储方式和传输系统的性能，因此需对雷达回波数据进行压缩处理。但是，现有雷达数据压缩方法未充分考虑雷达回波特性，对接收到的回波信号进行统一性地压缩，容易造成数据压缩之后难以区分较强的噪声信号与小目标信号，压缩后数据精度不高。有些方法为提高数据压缩精度而增加计算开销，导致压缩效率低下。

发明内容

本发明的实施例提供一种雷达回波数据压缩方法及装置，用于实现对雷达数据高效压缩的同时提高压缩后数据的精确度。

为了解决上述技术问题，本发明的实施例提供如下技术方案:

一种雷达回波数据压缩方法，包括：

统计获取待处理的回波信号的统计参数；

根据所述回波信号的统计参数，确定所述待处理的回波信号的类型；

根据所述类型对所述待处理的回波信号进行压缩处理。

可选的，统计获取回波信号的统计参数，包括：

统计获取回波信号中噪声信号的强度范围、噪声信号的阈值上限以及回波信号中目标信号的强度最大值。

可选的，根据所述回波信号的统计参数，确定所述待处理的回波信号的类型，包括：当所述待处理的回波信号的强度大于所述噪声信号的强度范围的最大值，则确定所述待处理的回波信号为目标信号；否则，确定所述待处理的回波信号为噪声信号。

可选的，确定所述待处理的回波信号为噪声信号时，还包括：

当所述待处理的回波信号的强度大于所述噪声信号的阈值上限，则将所述待处理的回波信号的强度值置为所述噪声信号的阈值上限。

可选的，根据所述类型对所述待处理的回波信号进行压缩处理，包括：对所述噪声信号进行压缩处理。

可选的，对所述噪声信号进行压缩处理，包括：

利用线性比例关系将噪声信号压缩至范围

，其中

为设定的噪声信号压缩最大值：

其中，

为压缩后的噪声信号的强度值，

为参考噪声信号的阈值上限，

为噪声信号。

可选的，确定所述待处理的回波信号为目标信号，还包括：

若所述待处理的回波信号的强度大于目标信号的强度最大值，则将所述待处理的回波信号的强度置为目标信号的强度最大值。

可选的，根据所述类型对所述待处理的回波信号进行压缩处理，包括：对所述目标信号进行压缩处理。

可选的，对所述目标信号进行压缩处理，包括：

对所述目标信号进行对数运算处理，获取所述目标信号线性压缩的斜率系数；对所述目标信号进行压缩。

可选的，对所述目标信号进行对数运算处理，获取所述目标信号线性压缩的斜率系数，包括：通过如下公式，获取所述斜率系数：

其中，

为目标信号线性压缩的斜率系数，

为目标信号的强度最大值，

为参考噪声信号的强度最大值，

为设定的噪声信号的强度压缩最大值，

为设定的目标信号的强度压缩最大值。

可选的，对所述目标信号进行压缩，包括：通过如下公式对所述目标信号进行压缩：

其中，

为压缩后的目标信号的强度值，

为目标信号的强度值；

为参考噪声信号的强度最大值，

为设定的噪声信号压缩最大值。

本发明的实施例还提供一种雷达回波数据压缩装置，包括：

获取模块，用于统计获取待处理的回波信号的统计参数；

确定模块，用于根据所述回波信号的统计参数，确定所述待处理的回波信号的类型；

处理模块，用于根据所述类型对所述待处理的回波信号进行压缩处理。

本发明的实施例，具有如下有益效果：

本发明的上述技术方案，实现了对雷达数据高效压缩的同时提高压缩后数据的精确度。

附图说明

图1为本发明实施例提供的雷达回波数据压缩方法流程图；

图2为本发明实施例提供的雷达回波数据压缩流程具体示例图

图3为本发明实施例提供的雷达回波数据压缩方法的函数曲线图；

图4为本发明实施例提供的雷达接收的原始回波数据波形示意图；

图5为本发明实施例提供的经雷达回波数据压缩方法压缩后的雷达回波数据波形示意图的；

图6为本发明实施例提供的经雷达回波数据压缩方法压缩后绘制的雷达回波图像。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

如图1所示，本发明的实施例提供一种雷达回波数据压缩方法，包括：S1:统计获取待处理的回波信号的统计参数；

S2:根据所述回波信号的统计参数，确定所述待处理的回波信号的类型；

S3:根据所述类型对所述待处理的回波信号进行压缩处理。

具体的，本发明的该实施例结合实际雷达回波数据总结出雷达回波数据特性，即噪声信号强度值的范围与目标信号强度值的范围相差较大，且噪声信号强度值波动较小，目标信号强度值波动较大；充分考虑雷达回波数据特性，分别利用不同的数据压缩方法对雷达回波数据中的噪声信号与目标信号进行动态压缩，保证雷达数据压缩精度；同时本发明的实施例从降低计算复杂度、提高压缩效率出发，利用对数运算与线性方程结合的方法实现对雷达回波数据高效压缩。

本发明的该实施例，与传统雷达数据压缩方法相比，提出的雷达数据压缩方法具备计算式简单，压缩效率高的优点；同时本发明实施例提出的动态压缩方法充分考虑回波数据中噪声信号与目标信号强度值的特性，分别利用不同的方法对噪声信号与目标信号进行数据压缩，降低压缩后数据的虚警率与漏警率，提高了压缩数据的精准度。

本发明一可选的实施例，步骤S1中，获取回波信号的统计参数，包括：获取回波信号中噪声信号的强度范围、噪声信号的阈值上限以及回波信号中目标信号的强度最大值。

本发明一可选的实施例，步骤S2中，根据所述回波信号的统计参数，确定所述待处理的回波信号的类型，包括：

当所述待处理的回波信号的强度大于所述噪声信号的强度范围的最大值，则确定所述待处理的回波信号为目标信号；否则，确定所述待处理的回波信号为噪声信号。

本发明一可选的实施例，步骤S2中，确定所述待处理的回波信号为噪声信号时，还包括：

本发明一可选的实施例，步骤S3中，根据所述类型对所述待处理的回波信号进行压缩处理，包括：

对所述噪声信号进行压缩处理。

本发明一可选的实施例，步骤S3中，对所述噪声信号进行压缩处理，包括：利用线性比例关系将噪声信号压缩至范围

，其中

为设定的噪声信号压缩最大值：

其中，

为压缩后的噪声信号的强度值，

为参考噪声信号的阈值上限，

为噪声信号。

本发明一可选的实施例，步骤S3中，确定所述待处理的回波信号为目标信号，还包括：若所述待处理的回波信号的强度大于目标信号的强度最大值，则将所述待处理的回波信号的强度置为目标信号的强度最大值。

本发明一可选的实施例，步骤S3中，根据所述类型对所述待处理的回波信号进行压缩处理，包括：对所述目标信号进行压缩处理。

本发明一可选的实施例，步骤S3中，对所述目标信号进行压缩处理，包括：对所述目标信号进行对数运算处理，获取所述目标信号线性压缩的斜率系数；对所述目标信号进行压缩。

本发明一可选的实施例，步骤S3中，对所述目标信号进行对数运算处理，获取所述目标信号线性压缩的斜率系数，包括：

通过如下公式，获取所述斜率系数：

其中，

为目标信号线性压缩的斜率系数，

为目标信号的强度最大值，

为参考噪声信号的强度最大值，

为设定的噪声信号的强度压缩最大值，

为设定的目标信号的强度压缩最大值。

本发明一可选的实施例，步骤S3中，所述对所述目标信号进行压缩，包括：通过如下公式对所述目标信号进行压缩：

其中，

为压缩后的目标信号的强度值，

为目标信号的强度值；

为参考噪声信号的强度最大值，

为设定的噪声信号压缩最大值。

具体的，如图2所示，本发明的上述实施例可以通过如下实现方式实现：

1、输入待处理的回波信号X；

2、根据统计参数得到噪声信号的幅值范围

，噪声信号阈值上限

以及目标强度最大值

；

3、比较回波信号X的幅值

与噪声信号最大值

，若回波信号X的幅值

大于

则认为X为目标信号，小于等于

则为噪声信号：

4、若判断X为噪声信号，则进一步比较X的幅值

与信号阈值上限

，并将大于

的X幅值置为

：

5、利用线性比例关系将噪声信号压缩至范围

：

其中，

为设定的噪声信号压缩最大值；

6、若判断X为目标信号，则进一步比较X的幅值

与目标信号强度最大值

，并将大于

的幅度值设为

：

7、对目标信号取对数运算，并计算目标信号线性压缩的斜率系数

:

其中，

为设定的目标信号压缩最大值。

8、利用线性方程对目标信号进行压缩：

如图3所示，根据噪声信号相对稳定的特点选择线性函数对噪声信号进行处理，根据目标信号波动相对较大的特点选择取对数的方法对目标信号取进行处理，然后分别对噪声信号和目标信号进行动态压缩，实现将噪声信号进一步缩小，将小的目标信号放大，进一步放大噪声信号与目标信号之间的区别，以便于更精准地将目标信号和噪声信号区分开。

如图4和图5所示，压缩后的雷达回波的波形图，相对于原始回波的波形图，在不失真的情况下，信号的强度值比特位减小，缩小了强度值所占据的存储空间；此外，在对小目标信号的压缩过程中，根据对数函数的特性，对小目标信号进行了放大，使得图5中的小目标信号和噪声信号易于被区分出来；进而实现了将噪声信号和目标信号更精准地区分开来，同时大大缩小了雷达回波数据占据的存储空间。

例如：由原来的噪声信号和目标信号强度值相差10个数量级才可以被区分到现在的强度值相差1个数量级就可以将噪声信号和目标信号进行区分。

如图6所示，经压缩后绘制的雷达回波图像相比于雷达原始回波图像，占据的存储空间更小，同时，由于在压缩的过程中，加大了小目标信号和噪声信号的区别度，使得经压缩后绘制的雷达回波图像的噪声信号更易于被区分出来。

本发明的实施例还提供一种雷达回波数据压缩装置，包括：

获取模块，用于统计获取待处理的回波信号的统计参数；

可选的，获取回波信号的统计参数，包括：

获取回波信号中噪声信号的强度范围、噪声信号的阈值上限以及回波信号中目标信号的强度最大值。

可选的，对所述噪声信号进行压缩处理，包括：

利用线性比例关系将噪声信号压缩至范围

，其中

为设定的噪声信号压缩最大值：

其中，

为压缩后的噪声信号的强度值，

为参考噪声信号的阈值上限，

为噪声信号。

可选的，确定所述待处理的回波信号为目标信号，还包括：

可选的，对所述目标信号进行压缩处理，包括：

其中，

为目标信号线性压缩的斜率系数，

为目标信号的强度最大值，

为参考噪声信号的强度最大值，

为设定的噪声信号的强度压缩最大值，

为设定的目标信号的强度压缩最大值。

可选的，所述对所述目标信号进行压缩，包括：通过如下公式对所述目标信号进行压缩：

其中，

为压缩后的目标信号的强度值，

为目标信号的强度值；

为参考噪声信号的强度最大值，

为设定的噪声信号压缩最大值。

需要说明的是，该装置是与上述图1所示方法的实施例对应的装置，上述方法实施例中的所有实现方式均适用于该装置的实施例中，也能达到相同的技术效果。

此外，需要指出的是，在本发明的装置和方法中，显然，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本发明的等效方案。并且，执行上述系列处理的步骤可以自然地按照说明的顺序按时间顺序执行，但是并不需要一定按照时间顺序执行，某些步骤可以并行或彼此独立地执行。对本领域的普通技术人员而言，能够理解本发明的方法和装置的全部或者任何步骤或者部件，可以在任何计算装置（包括处理器、存储介质等）或者计算装置的网络中，以硬件、固件、软件或者它们的组合加以实现，这是本领域普通技术人员在阅读了本发明的说明的情况下运用他们的基本编程技能就能实现的。

因此，本发明的目的还可以通过在任何计算装置上运行一个程序或者一组程序来实现。所述计算装置可以是公知的通用装置。因此，本发明的目的也可以仅仅通过提供包含实现所述方法或者装置的程序代码的程序产品来实现。也就是说，这样的程序产品也构成本发明，并且存储有这样的程序产品的存储介质也构成本发明。显然，所述存储介质可以是任何公知的存储介质或者将来所开发出来的任何存储介质。还需要指出的是，在本发明的装置和方法中，显然，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本发明的等效方案。并且，执行上述系列处理的步骤可以自然地按照说明的顺序按时间顺序执行，但是并不需要一定按照时间顺序执行。某些步骤可以并行或彼此独立地执行。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。