[发明专利]一种雷达回波序列的无损压缩方法、装置和雷达系统

说明书

本发明公开了一种雷达回波序列的无损压缩方法、装置和雷达系统，属于数据压缩领域，所述方法包括：对雷达回波序列进行虚实分离得到I、Q分量矩阵；分别对I、Q分量矩阵进行数据重排、符号归一操作得到I、Q符号标识矩阵和非负矩阵；再分别对I、Q非负矩阵进行中值边缘预测得到I、Q预测结果矩阵，以获取I、Q预测残差；分别对I、Q预测残差进行整合、Range编码得到I、Q非负矩阵压缩码流；分别对I、Q分量矩阵对应的符号标识矩阵进行PAQ编码得到I、Q符号标识矩阵压缩码流；将I、Q非负矩阵压缩码流和I、Q符号标识矩阵压缩码流对应叠加得到压缩码流。本发明通过重排、归一操作、边缘预测以及对残差进行整合能够提升压缩比。

技术领域

本发明属于数据压缩领域，更具体地，涉及一种雷达回波序列的无损压缩方法、装置和雷达系统。

背景技术

随着信息科学技术的快速发展，雷达在多个场景得到广泛应用。例如，利用雷达勘测地壳运动，以防止地质灾害；利用雷达监测云层变化，以实现精准天气预报；利用雷达预警敌方战机，以避免遭受军事袭击等。面对雷达的广泛应用，随之而来的是数据的爆发式增长，这给存储带来了巨大压力，而数据压缩是解决这一问题的有效途径。对于有着数据高保真需求的应用，例如基于雷达的弱小目标识别跟踪，该应用检测难度大、对目标的分辨率要求极高，往往要求解压缩后数据无失真。另外，雷达采样精度高，采样数值往往是经模数转换后的双精度浮点数据，无损压缩难度大。

现有技术中数据压缩方法都不是专门针对雷达回波序列数据压缩而设计，缺少对雷达回波序列的相关性挖掘，无法达到最佳压缩效果。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种雷达回波序列的无损压缩方法、装置和雷达系统，其目的在于解决由于雷达回波序列数据高动态、高随机导致的无损压缩难度大的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种雷达回波序列的无损压缩方法，包括：

S1：对所述雷达回波序列对应的采样矩阵M进行虚部和实部分离得到I分量矩阵和Q分量矩阵；

S2：分别对所述I分量矩阵和所述Q分量矩阵进行数据重排；

S3：将重排后的I分量矩阵和重排后的Q分量矩阵进行符号归一操作得到所述I分量矩阵和所述Q分量矩阵各自对应的符号标识矩阵和非负矩阵；

S4：分别对所述I分量矩阵对应的非负矩阵和所述Q分量矩阵对应的非负矩阵进行中值边缘预测得到I预测结果矩阵和Q预测结果矩阵；

S5：将所述I预测结果矩阵减去所述I分量矩阵得到I预测残差；将所述Q预测结果矩阵减去所述Q分量矩阵得到Q预测残差；

S6：分别对所述I预测残差和所述Q预测残差进行整合得到I残差二元组和Q残差二元组；分别对所述I残差二元组和所述Q残差二元组实施Range编码得到I非负矩阵压缩码流和Q非负矩阵压缩码流；

S7：分别对I、Q分量矩阵对应的符号标识矩阵进行PAQ编码得到I、Q符号标识矩阵压缩码流；

S8：将所述I符号标识矩阵压缩码流与所述I非负矩阵压缩码流进行叠加得到I数据压缩码流；将所述Q符号标识矩阵压缩码流与所述Q非负矩阵压缩码流进行叠加得到Q数据压缩码流；

S9：将所述I数据压缩码流和所述Q数据压缩码流进行叠加得到所述雷达回波数据对应的压缩码流。

在其中一个实施例中，所述S2包括：

分别将所述I分量矩阵和所述Q分量矩阵作为待处理矩阵进行数据重排得到重排后的I分量矩阵和重排后的Q分量矩阵，过程如下：

S21：将所述I分量矩阵中的数据按照单个脉冲序列经过不同距离门采样得到的数值为列单位进行排列，形成矩阵M₁；