[发明专利]一种基于FPGA的SAR图像几何失真校正方法

说明书

本发明公开了一种基于FPGA的SAR图像几何失真校正方法，步骤为：(1)根据成像场景参数，计算几何失真校正所需参数，并铺设校正点网格；(2)对于一列校正点，计算得到其在SAR图像中的坐标，进而得到其对应在DDR中存储的地址，将地址暂存在一个地址FIFO中；(3)每次从地址FIFO中读取一个校正点网格的地址，进行一次读操作，读取该地址对应的数据，将数据暂存在另一个FIFO中；(4)重复上述步骤(3)，直至该列校正点对应数据的读取全部完成，再写回DDR中；(5)重复步骤(2)‑(4)，直至校正点网格全部处理完成。本发明实现了基于FPGA的SAR图像几何失真校正方法，使得PFA成像后图像的几何失真得到显著校正。

技术领域

本发明属于雷达成像与数字信号处理领域，特别涉及了一种基于FPGA的SAR图像几何失真校正方法。

背景技术

极坐标格式算法(Polar Format Algorithm,简称PFA)是一种经典的SAR成像算法，该算法采用极坐标格式存储数据，有效地解决了远离成像区中心散射点的越分辨单元走动问题。

但是，经典的PFA算法也存在明显的缺陷。由于PFA采用了平面波前的假设，而实际的波前是弯曲的，由此引入的误差主要表现为空间频域的一次和二次空变相位误差，对应使图像产生几何失真和散焦，限制了PFA的有效成像场景大小。特别是在近场，高分辨率条件下，如果不对其进行补偿，有效的成像场景大小已不能满足实际需求。

SAR回波数据具有数据量大、数据率高的特点；在SAR处理算法中，有一些传统经典的算法控制流程简洁，比较适合FPGA硬件实现。所以结合SAR成像处理系统的性能需求与FPGA的技术特点，利用FPGA处理SAR回波数据成为当前的研究热点。

发明内容

为了解决上述背景技术提出的技术问题，本发明旨在提供一种基于FPGA的SAR图像几何失真校正方法，使PFA成像后图像的几何失真得到显著校正。

为了实现上述技术目的，本发明的技术方案为：

一种基于FPGA的SAR图像几何失真校正方法，包括以下步骤：

(1)根据成像场景参数，计算几何失真校正所需参数，并铺设校正点网格；

(2)对于一列校正点，计算得到其在SAR图像中的坐标，进而得到其对应在DDR中存储的地址，将地址暂存在一个地址FIFO中；

(3)每次从地址FIFO中读取一个校正点网格的地址，进行一次读操作，读取该地址对应的数据，将数据暂存在另一个FIFO中；

(4)重复步骤(3)，直至该列校正点对应数据的读取全部完成，再写回DDR中；

(5)重复步骤(2)-(4)，直至校正点网格全部处理完成。

进一步地，在步骤(1)中，按照下式铺设校正点网格：

上式中，(j,i)为任一网格坐标，(x_t,y_t)为地面散射点的真实坐标，Na、Nr分别为方位向和距离向采样点数，pixel_a、pixel_r分别为方位向和距离向网格大小。

进一步地，在步骤(1)中，在铺设校正点网格时，距离向网格与方位向网格大小需设定为统一值，令pixel_r＝pixel_a。

进一步地，在步骤(2)中，当计算所得SAR图像中的坐标超出采样点范围时，将其直接置零。

进一步地，在步骤(2)中，当计算所得SAR图像中的坐标不是整数时，采用四舍五入的方式对其取整后，再转化为其对应在DDR中存储的地址。

进一步地，在步骤(2)中，计算所得SAR图像中的坐标与对应DDR中存储地址的关系与成像数据写入DDR的形式和方式相关。