[发明专利]基于游程差值编码的雷达回波压缩/解压算法

说明书

技术领域

本发明涉及数据压缩解压领域，具体为一种基于游程差值编码的雷达回波压缩/解压算法。

背景技术

目前，随着雷达新技术的不断发展，数字化的雷达视频距离库长越来越小。假定最小的雷达可识别回波脉宽为0.5us，量化位数为8Bits，若不进行压缩编码，则至少需要16Mbps的信道带宽才能将其完全传出。而如此高的带宽要求又会给无线通信设备的设计带来巨大的困难，更使得图传设备的成本呈指数迅速飙升。

为了能在有限带宽下传输更多的雷达探测信息，在系统中运用压缩处理技术对雷达回波信号进行压缩/解压处理已成必然。

单就压缩算法而言，种类繁多：PCM(脉冲编码调制)、预测编码、变换编码(离散余弦变换)、统计编码(Huffman编码、算术编码、游程编码)、矢量量化和子带编码等。这些算法除压缩比各不相同外，运算的复杂性也各不一样。雷达探测需要的是准确性、及时性，因此在图传设备中应用压缩技术首先必须要满足实时性要求。

游程编码(Run-Length Coding，RLC)做为一种简单而实用的统计编码在很早就被提出了，其主要压缩依据就是将数据流中连续出现的数据(称为游程)用该数据以及连续出现的个数来表示。即：X(构成连续数据串的数据值)+SC(连续数据串的长度)。正因为该算法无需获取大量的历史数据做相关运算，故而相对其他算法(如小波变换域压缩)而言对内存的需求更小，也更具实时性。但在游程编码中，对于两个无连续重复的数据进行编码时，会产生冗余。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于游程差值编码的雷达回波压缩/解压算法，以解决采用传统的游程编码算法对两个无连续重复的数据进行编码时会产生冗余的问题。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：

基于游程差值编码的雷达回波压缩/解压算法，依次包括编码压缩模块和解码模块，其特征在于：所述编码压缩模块和解码模块均基于游程差值编码算法，所述游程差值编码算法是对雷达回波信号数据流中前后数据的差值和重复次数进行游程编码的算法；

所述编码压缩模块包括以下步骤：

(1)噪声滤除：首先将工作期内采集到的数据逐个与前次雷达休止期内采集到的雷达系统噪声值做比较，以初步滤除噪声，而后再拿初步滤除噪声后的数据与前3次记录的回波数据中在相同距离点上做滑窗相关性比对，如连续3次比对结果显示相同距离点上初步滤除噪声后的数据和前3次记录的回波数据均具有相关性，则保留当前采集到的数据，否则将当前采集到的数据置为噪声电平；

(2)差值模糊处理：为了实现动态调整有损压缩率以适应小信道传输带宽的要求，特引入差值模糊系数F，所述差值模糊系数F即差值模糊范围值，其取值范围为(1～64)；

假如当前采样点C_n的数据值与前一个采样点C_n-1的数据值之间差值小于差值模糊系数F，则C_n产生了失真，当前采样点C_n的数据值取为前一个采样点C_n-1的数据值参与编码，反之则取当前的采样点C_n的数据值参与编码，显然C_n与C_n-1取同样的值参与编码则仅将重复次数累加器加一即可，这对于游程编码而言可大大提高压缩效率，进而降低传输数据量，但带来的是少许的幅度失真；

差值模糊系数F值是由编码模块根据编码的数据量及信道的传输带宽动态调整的，当编码的数据流量超过传输带宽时，动态提高差值模糊系数F值以加大压缩率，从而以适量的回波编码失真换取更小的数据流量，当编码的数据流量小于传输带宽某个值时，动态降低F值以减小压缩率，从而降低编码失真度，但随之也会加大对传输带宽的占用量；

(3)游程差值编码：首先对一个周期内连续采样点的数据值进行游程差值编码压缩，当周期内游程差值编码压缩完成并完整传出压缩数据流后，对相邻周期间的相同距离点上的连续采样点的数据值进行游程差值编码压缩，如周期间游程差值编码压缩完成后不能完整传出压缩数据流，便退回到周期内游程差值编码压缩，直到周期内游程差值编码压缩完成并完整传出压缩数据流后，再重新进行周期间游程差值编码压缩，如此循环直至所有数据均进行游程差值编码压缩并完整传出压缩数据流；

所述解码模块包括以下步骤：

(1)同步控制：首先通过识别游程差值编码压缩传至的压缩数据流中唯一性特征码来组装8位字节，以对整个解码过程进行周期性的存储/解码控制；