[发明专利]基于游程差值编码的雷达回波压缩/解压算法

摘要

本发明公开了一种基于游程差值编码的雷达回波压缩/解压算法，用于雷达模拟回波数据压缩/解压控制板的软件设计。本发明以记录数据流前后值的差及重复次数为主来实现压缩编码。以滑窗平均提取噪声均值，而后进行噪声的自适应门限切割来抑制噪声干扰，并最终提高编码的压缩比。以自适应动态调整差值模糊度的方式减少序列中数据不连续的次数，以提高编码的压缩比。采用FPGA实现了算法的所有功能。

主权项

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Cn的数据值与前一个采样点Cn‑1的数据值之间差值小于差值模糊系数F，则Cn产生了失真，当前采样点Cn的数据值取为前一个采样点Cn‑1的数据值参与编码，反之则取当前的采样点Cn的数据值参与编码，显然Cn与Cn‑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；(2)游程差值解码：根据所识别的唯一性特征码，首先对唯一性特征码对应周期内的压缩数据流按游程差值编码约定进行游程差值解码，当周期内游程差值解码完成并完整传出数据后，对相邻周期间的相同距离点上的连续采样点的压缩数据流进行游程差值解码，如周期间游程差值解码完成后不能完整传出数据，便退回到周期内游程差值解码，直到周期内游程差值解码完成并完整传出数据后，再重新进行周期间游程差值解码，如此循环直至所有压缩数据流均进行游程差值解码并完整传出数据。