摘要

雷達(dá)記錄存儲(chǔ)設(shè)備能夠?qū)走_(dá)數(shù)據(jù)記錄存儲(chǔ)以及雷達(dá)回波數(shù)據(jù)再現(xiàn)，對(duì)特殊情形下的事后分析研究以及場(chǎng)景再現(xiàn)提供基礎(chǔ)。由于雷達(dá)數(shù)據(jù)量巨大，必須對(duì)其進(jìn)行壓縮后存儲(chǔ)，否則將給實(shí)際中帶來(lái)諸多不便，并且耗費(fèi)大量硬件資源。其次由雷達(dá)的作用決定了其多分布在高山、島嶼等地區(qū)以及近些年無(wú)人值守站的發(fā)展趨勢(shì)，需要將雷達(dá)數(shù)據(jù)傳送至山下或較遠(yuǎn)處的雷達(dá)終端設(shè)備進(jìn)行分析處理。海量數(shù)據(jù)在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)中傳輸十分不便，為此也必須對(duì)雷達(dá)數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮處理。
本文設(shè)計(jì)完成了記錄壓縮系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要包含硬件平臺(tái)與軟件算法兩部分。利用Altuim design完成原理圖繪制與PCB布線，基于QuartusⅡ平臺(tái)并使用VHDL語(yǔ)言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，完成硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)。實(shí)現(xiàn)對(duì)雷達(dá)觸發(fā)、雷達(dá)方位、雷達(dá)視頻以及記錄參數(shù)信息的特定格式緩存處理與通信功能以及對(duì)數(shù)字視頻的部分壓縮處理，并對(duì)設(shè)計(jì)的功能與可行性進(jìn)行了測(cè)試，滿(mǎn)足實(shí)際需求。
軟件算法設(shè)計(jì)部分主要是雷達(dá)數(shù)據(jù)的壓縮處理，研究該算法的理論基礎(chǔ)，重點(diǎn)研究了基于小波的壓縮算法，主要對(duì)位平面編碼與自適應(yīng)算術(shù)編碼進(jìn)行研究，完成該算法的仿真處理。分析比較各算法性能，驗(yàn)證該算法的可行性。
設(shè)計(jì)的壓縮系統(tǒng)中硬件平臺(tái)已經(jīng)通過(guò)實(shí)際測(cè)試，軟件算法仿真結(jié)果良好，具有可行性。

關(guān)鍵詞 雷達(dá)視頻；記錄處理；小波變換；圖像壓縮






































Abstract

Radar recording and storing device can recording radar data,it can recorde and reappear radar echo data.Especially,the device can supply data for analysing,researching and regaining the particular situation.Because of mass radar echo data,it make many questions and troubles for storing and reality projects, must compress the data in order to resolve the question. Radar distributes in alpine zone and islands, and unattended station developing, the data be transmitted to forane terminal processing device. Pre_existing network device cannot meet demands, so radar video data must be compressed.
Design completed record compression system.The system mainly includes two parts: hardware platform and software algorithm.Completing schematic diagram and PCB wiring by Altuim design, using VHDL language accomplish program design based on QuartusⅡ. Achieve specific format cache processing for radar trigger, radar azimuth, and radar video record, parameters of the data and PCI communication.And compress digital radar video,test the function and the feasibility of the design, meet the practical needs.
Complete radar data simulation processing in software algorithm. Research wavelet theory and compression algorithm based on wavelet, main research the bit_plane coding and adaptive arithmetic coding. Complete the algorithm simulation processing, analysis and compare compression algorithm performance.The algorithm is feasibility by experiment.
The design of compression system hardware platform is through actual testing, software algorithm simulation result is feasible.

Keywords Radar Video; Record Processing; Wavelet; Image Compression




















目錄
摘要 I
Abstract II
第1章 緒論 1
1.1課題研究背景及意義 1
1.1.1 課題研究背景 1
1.1.2 課題研究意義 1
1.2國(guó)內(nèi)外研究研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì) 2
1.2.1國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 2
1.2.2發(fā)展趨勢(shì) 3
1.3課題研究的主要內(nèi)容 4
1.4論文組織結(jié)構(gòu)安排 4
第2章 總體方案設(shè)計(jì) 6
2.1 硬件平臺(tái)設(shè)計(jì) 6
2.2 壓縮算法設(shè)計(jì) 7
2.3 CPCI總線通信設(shè)計(jì) 7
2.4本章小結(jié) 8
第3章 小波基礎(chǔ)理論 9
3.1小波變換理論 9
3.1.1傅里葉變換缺陷 9
3.1.2小波變換定義 10
3.2 多分辨率分析與mallat算法 11
3.2.1 L2(R)的多分辨率分析 11
3.2.2 Mallat算法 12
3.3 提升小波方法 14
3.4邊界延拓 15
3.5本章小結(jié) 16
第4章 雷達(dá)數(shù)據(jù)記錄壓縮硬件實(shí)現(xiàn) 17
4.1雷達(dá)視頻壓縮硬件分系統(tǒng)構(gòu)建 17
4.2 CPCI總線通信及乒乓存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn) 17
4.2.1 設(shè)計(jì)采用的模式與時(shí)序 18
4.2.2 CPCI通信狀態(tài)機(jī)實(shí)現(xiàn) 19
4.2.3乒乓存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn) 20
4.2.4 速率測(cè)試 23
4.3 FPGA核心程序設(shè)計(jì) 24
4.3.1雷達(dá)數(shù)據(jù)分析 24
4.3.2觸發(fā)、方位信息處理模塊設(shè)計(jì) 25
4.3.3視頻記錄緩存模塊設(shè)計(jì) 27
4.3.4設(shè)計(jì)驗(yàn)證 30
4.4 可選模式 33
4.4.1 可行性分析 33
4.4.2 信號(hào)去噪處理 33
4.4.3 量化操作 34
4.4.4 RLC編碼實(shí)現(xiàn) 34
4.5 雷達(dá)圖像獲取 37
4.6本章小結(jié) 38
第5章 雷達(dá)視頻壓縮研究 39
5.1雷達(dá)信號(hào)的小波處理 39
5.1.1小波去噪 39
5.1.2小波壓縮 42
5.2基于小波的雷達(dá)視頻壓縮算法 44
5.2.1比特平面編解碼實(shí)現(xiàn) 45
5.2.2 MQ算術(shù)編碼器編碼實(shí)現(xiàn) 50
5.3與DCT算法比較 57
5.3.1 DCT變換 57
5.3.2編碼方式 58
5.4結(jié)果分析 59
5.4.1結(jié)果比較 59
5.4.2關(guān)鍵問(wèn)題討論 62
5.5本章小結(jié) 62
結(jié)束語(yǔ) 63
參考文獻(xiàn) 65
附錄 67