基于高性能dsp实现的多普勒波束锐化实时成像处理.pdf

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编号:20181206131121328161    类型:共享资源    大小:157.93KB    格式:PDF    上传时间:2019-02-16
  
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金币
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多普勒 基于DSP的
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文 章 编 号 : l?0?0?l?-?2?4?8?6?( 2?0?0?0?) 0?6?-?0?0?9?6?-?0?5? 基 于 高 性 能 D?S?P? 实 现 的 多 普 勒 波 束 锐 化 实 时 成 像 处 理 !? 何 峰 “?, 关 冬 林 , 宋 千 , 李 悦 丽 , 周 智 敏 ( 国 防 科 技 大 学 电 子 科 学 与 工 程 学 院 , 湖 南 长 沙 4?l?0?0?7?3?) 摘 要 : 在 简 要 介 绍 多 普 勒 波 束 锐 化 ( D?B?S?) 成 像 原 理 和 T?M?S?3?2?0?C?6?2?0?l? 芯 片 特 点 的 基 础 上 , 着 重 讨 论 了 D?B?S? 成 像 算 法 基 于 D?S?P? 的 实 现 。 在 实 现 过 程 中 充 分 考 虑 了 通 用 D?S?P? 完 成 非 线 性 运 算 、 除 法 运 算 耗 时 大 以 及 存 贮 I?/?0? 操 作 耗 时 不 能 忽 略 等 特 点 。 最 后 分 析 了 算 法 性 能 并 给 出 了 实 验 结 果 。 关 键 词 : 多 普 勒 波 束 锐 化 ; 雷 达 成 像 ; 数 字 信 号 处 理 器 中 图 分 类 号 : T?N?9?5?7?, 5?2?; T?N?9?5?8?文 献 标 识 码 : A? l?m?p?l?e?m?e?n?t?a?t?i?O?n? O?f? D?B?S? R?e?a?l?-?t?i?m?e? l?m?a?g?i?n?g? P?r?O?c?e?S?S?i?n?g? B?a?S?e?d? O?n? A?d?V?a?n?c?e?d? D?S?P? H?E? F?e?D?g?, G?U?A?N? D?O?D?g?-?1?i?D?, S?0?N?G? O?i?a?D?, L?I? Y?u?e?-?1?i?, Z?H?0?U? Z?1?i?-?m?i?D? ( C?O?1?1?e?g?e? O?f? E?1?e?c?t?r?O?D?i?c? S?c?i?e?D?c?e? a?D?c? E?D?g?i?D?e?e?r?i?D?g?, N?a?t?i?O?D?a?1? U?D?i?V?.? O?f? D?e?f?e?D?S?e? T?e?c?1?D?O?1?O?g?y?, C?1?a?D?g?S?1?a? 4?l?0?0?7?3?, C?1?i?D?a?) A?b?S?t?r?a?c?t?: T?1?i?S? p?a?p?e?r? p?r?e?S?e?D?t?S? t?1?e? p?r?i?D?c?i?p?1?e? O?f? c?O?p?p?1?e?r? b?e?a?m? S?1?a?r?p?e?D?i?D?g? ( D?B?S?) i?m?a?g?i?D?g? a?D?c? t?1?e? c?1?a?r?a?c?t?e?r?i?S?t?i?c? O?f? T?M?S?3?2?0?C?6?2?0?l?.? T?1?e?D?, t?1?e? i?m?p?1?e?m?e?D?t?a?t?i?O?D? O?f? D?B?S? i?m?a?g?i?D?g? a?1?g?O?r?i?t?1?m? b?a?S?e?c? O?D? g?e?D?e?r?a?1? D?S?P? i?S? c?e?S?c?r?i?b?e?c? i?D? c?e?t?a?i?1?, i?D? w?1?i?c?1? t?1?e? c?1?a?r?a?c?t?e?r?i?S?t?i?c? O?f? g?e?D?e?r?a?1? D?S?P? a?D?c? t?1?e? e?f?f?e?c?t? O?f? m?e?m?O?r?y? I?/?0? O?p?e?r?a?t?i?O?D? a?r?e? t?a?k?e?D? i?D?t?O? a?c?c?O?u?D?t?.? I?D? t?1?e? e?D?c? t?1?e? p?e?r?f?O?r?m?a?D?c?e?S? a?r?e? a?D?a?1?y?Z?e?c? a?D?c? e?X?p?e?r?i?m?e?D?t? r?e?S?u?1?t?S? p?r?e?-? S?e?D?t?e?c?.? K?e?y? W?O?r?d?S?: D?O?p?p?1?e?r? B?e?a?m? S?1?a?r?p?e?D?i?D?g?; r?a?c?a?r? i?m?a?g?i?D?g?; c?i?g?i?t?a?1? S?i?g?D?a?1? p?r?O?c?e?S?S?O?r? 多 普 勒 波 束 锐 化 ( D?B?S?) 技 术 属 于 合 成 孔 径 技 术 的 一 种 模 式 , 通 常 用 于 空 载 成 像 雷 达 的 空 /?空 、 空 /?地 状 态 , 用 于 改 善 图 像 方 位 向 分 辨 率 。 D?B?S? 模 式 雷 达 天 线 工 作 在 扫 描 状 态 , 对 接 收 信 号 采 用 批 处 理 方 式 , 可 在 短 时 间 内 提 供 天 线 扫 描 区 域 角 分 辨 率 得 到 很 大 改 善 的 大 面 积 图 像 , 因 此 在 偏 航 修 正 、 战 场 侦 察 、 提 高 武 器 投 入 精 度 等 领 域 有 广 泛 的 应 用 [ l?, 2?] 。 由 于 要 对 回 波 信 号 进 行 频 率 分 析 , D?B?S? 成 像 处 理 运 算 量 很 大 。 以 往 的 计 算 机 技 术 在 运 算 速 度 、 精 度 、 体 积 、 功 耗 等 诸 方 面 与 实 时 、 实 用 成 像 要 求 相 差 甚 远 。 随 着 D?S?P? 技 术 的 飞 速 发 展 , 用 通 用 D?S?P? 系 统 完 成 实 时 成 像 处 理 已 经 成 为 现 实 。 本 文 介 绍 了 D?B?S? 算 法 基 于 通 用 D?S?P? 的 实 现 , 在 保 证 精 度 的 前 提 下 对 算 法 进 行 了 一 定 的 工 程 化 处 理 , 显 著 降 低 了 处 理 时 间 。 1?D?B?S? 成 像 原 理 D?B?S? 成 像 原 理 基 于 多 普 勒 分 辨 理 论 [ l?, 2?] 。 假 设 载 体 与 波 束 照 射 区 域 的 几 何 关 系 如 图 l? 所 示 , 其 中 #? A?P?为 载 体 航 迹 , R?0?为 I? =? 0? 时 载 体 与 目 标 的 斜 距 , R? ( I?) 为 载 体 与 目 标 瞬 时 斜 距 , 则 R? ( I?) =?[ ( 1?x?I? -? R?0?S?i?D?!?S?i?D?“?) 2? +?( 1?y?I? -? R?0?S?i?D?!?c?O?S?“?) 2? +?( H? +? 1?z?I?) 2?] l?/?2? 在 I? =? 0? 处 泰 勒 展 开 , 并 忽 略 高 次 项 , 有 R? ( I?) =? R?0?-?( 1?x?S?i?D?!?S?i?D?“?+? 1?y?S?i?D? !?c?O?S?“? -? 1? z?c?O?S?!?) I? +? ( 1?2?x? +? 1? 2? y? +? 1? 2? z?) -?( 1?x?S?i?D?!?S?i?D?“? +? 1? y?S?i?D?!?c?O?S?“? -? 1? z?c?O?S?!?) 2? 2?R?0? I?2? 令 #? ( I?) 为 B? 点 到 雷 达 载 体 回 波 信 号 的 相 位 随 时 间 变 化 的 函 数 , 则 有 #? ( I?) =? 2?!? $?· 2? [ R? ( I?0?) -? R? ( I?) ] =? 2?!? $?· [ 2? ( 1?x?S?i?D?!?S?i?D?“? +? 1? y?S?i?D?!?c?O?S?“? -? 1? z?c?O?S?!?) I? 国 防 科 技 大 学 学 报 第 2?2? 卷 第 6? 期 J?0?U?R?N?A?L? 0?F? N?A?T?I?0?N?A?L? U?N?I?V?E?R?S?I?T?Y? 0?F? D?E?F?E?N?S?E? T?E?C?H?N?0?L?0?G?Y?V?O?1?.?2?2? N?O?.?6? 2?0?0?0? !?收 稿 日 期 : 2?0?0?0?-?0?4?-?l?0? 作 者 简 介 : 何 峰 ( l?9?7?6?-?) , 男 , 硕 士 生 。 图 l? 载 体 与 目 标 几 何 关 系 F?i?g?.?l?G?e?O?m?e?t?r?i?c?a?I? r?e?I?a?t?i?O?n?s?h?i?p? b?e?t?w?e?e?n? c?a?r?r?i?e?r? a?n?G? t?a?r?g?e?t? -?( 1?2?x? +? 1? 2? y? +? 1? 2? z?) -?( 1?x?s?i?n?!?s?i?n?“? +? 1? y?s?i?n?!?c?O?s?“? -? 1? z?c?O?s?!?) 2? 2?R?O? t?2?] 设 f? ( t?) 为 天 线 扫 描 点 的 瞬 时 多 普 勒 频 率 , 则 有 f? ( t?) =? l? 2?!? · G?#?( t?) G?t? =? 2? $?· ( 1?x?s?i?n?!?s?i?n?“? +? 1? y?s?i?n?!?c?O?s?“? -? 1? z?c?O?s?!?) -? -?( 1?2?x? +? 1? 2? y? +? 1? 2? z?) -?( 1?x?s?i?n?!?s?i?n?“? +? 1? y?s?i?n?!?c?O?s?“? -? 1? z?c?O?s?!?) 2? $?R?O? · 2?t? 多 普 勒 频 率 为 时 间 的 一 次 函 数 , 具 有 线 性 调 频 的 特 点 。 在 t? 很 小 时 可 近 似 为 f? ( t?) =? 2? $?· ( 1?x?s?i?n?!?s?i?n?“? +? 1? y?s?i?n?!?c?O?s?“? -? 1? z?c?O?s?!?) ( l?) 当 雷 达 波 束 照 射 区 域 同 一 距 离 环 带 上 出 现 两 个 目 标 B? 和 C? ( 两 目 标 方 位 角 相 差 “?“?) 时 , 两 目 标 的 频 差 为 “?f? =? f?B? -? f? C? =? 2?1?x? $? · [ s?i?n?“?-? s?i?n? ( “? +? “? “?) ] s?i?n?!?+? 2?1?y? $? [ c?O?s?“?-? c?O?s? ( “? +? “? “?) ] s?i?n?!? 若 “?“?很 小 , “?f? 可 近 似 为 “? f? =? 2? $?· ( 1?y?s?i?n?“? -? 1? x?c?O?s?“?) · s?i?n?!?· “?“? ( 2?) 由 此 可 见 , 同 一 距 离 环 带 内 两 点 , 由 于 方 位 角 相 差 “?“?而 造 成 成 比 例 的 多 普 勒 频 率 差 。 如 果 在 多 普 勒 频 率 范 围 内 设 置 一 组 窄 带 滤 波 器 , 就 可 以 通 过 区 分 频 率 的 方 式 使 同 一 距 离 环 带 内 不 同 方 位 的 目 标 得 以 区 分 , 从 而 有 效 改 善 方 位 分 辨 率 。 2?D?B?S? 成 像 算 法 的 工 程 化 处 理 2?.?1?T?M?S?3?2?0?C?6?2?0?1? 芯 片 简 介 T?M?S?3?2?O?C?6?2?O?l? 是 T?I? 公 司 最 新 推 出 的 T?M?S?3?2?O?C?6?O?O?O? 系 列 中 的 一 款 定 点 D?S?P? 芯 片 , 可 广 泛 应 用 于 图 像 处 理 、 虚 拟 现 实 、 雷 达 、 语 音 处 理 、 通 信 等 领 域 。 该 芯 片 进 一 步 发 展 了 超 长 指 令 字 ( V?L?I?W?) 结 构 和 多 流 水 线 技 术 , 在 每 条 长 达 2?5?6? b?i?t? 的 指 令 字 中 规 定 了 多 条 流 水 线 、 多 个 处 理 单 元 的 并 行 操 作 , 通 过 增 加 片 内 指 令 级 并 行 度 获 得 高 性 能 [ 3?, 4?] 。 C?P?U? 内 核 具 有 两 个 乘 法 器 、 6? 个 算 术 逻 辑 单 元 , 共 享 3?2? 个 3?2? 位 通 用 寄 存 7?9? 何 峰 等 : 基 于 高 性 能 D?S?P? 实 现 的 多 普 勒 波 束 锐 化 实 时 成 像 处 理 器 , 各 功 能 单 元 可 并 发 工 作 , 5? D?S? 指 令 周 期 , 峰 值 处 理 速 度 达 l?6?0?0? M?I?P?S?。 存 贮 器 及 外 围 包 括 : 6?4? K?b?y?t?e? 片 内 程 序 存 贮 器 ; 6?4? K?b?y?t?e? 片 内 数 据 存 储 器 ; 多 通 道 D?M?A? 控 制 器 , 具 有 4? 个 独 立 的 可 编 程 通 道 和 一 个 辅 助 通 道 ; l?6? 位 H?P?I? 接 口 , 供 主 设 备 访 问 T?M?S?3?2?0?C?6?2?0?l? 的 全 部 存 贮 空 间 和 外 设 控 制 寄 存 器 ; 3?2? 位 外 部 存 贮 器 接 口 ( E?M?I?F?) , 可 方 便 、 无 粘 合 地 与 多 种 类 型 的 存 贮 器 件 连 接 ; 3?2? 位 定 时 器 ; 多 通 道 串 口 ( M?c?B?S?P?) 等 。 2?.?2?D?B?S? 算 法 基 于 T?M?S?3?2?0?C?6?2?0?1? 的 工 程 化 处 理 通 用 D?S?P? 芯 片 一 般 具 有 快 速 执 行 加 法 、 乘 法 、 乘 加 指 令 的 特 点 , 在 数 字 信 号 处 理 方 面 , 与 一 般 的 微 处 理 器 相 比 有 很 大 的 优 越 性 。 但 在 非 线 性 运 算 、 除 法 运 算 上 仍 需 耗 费 大 量 处 理 时 间 , 如 果 算 法 中 含 有 大 量 此 类 运 算 , 直 接 计 算 一 般 难 以 达 到 实 时 要 求 。 另 外 , 存 贮 I?/?0? 操 作 相 对 耗 时 加 大 , 必 须 予 以 充 分 考 虑 。 利 用 数 字 技 术 实 现 D?B?S? 成 像 的 处 理 过 程 如 图 2? 所 示 。 双 路 A?/?D? 的 输 入 为 I?、 O? 两 路 模 拟 视 频 信 号 。 不 同 时 刻 探 测 脉 冲 的 回 波 经 A?/?D? 采 样 后 顺 序 存 入 缓 存 器 。 当 回 波 个 数 达 到 一 次 批 处 理 所 要 求 的 个 数 时 , 回 波 数 据 从 缓 存 器 一 次 被 读 入 D?S?P? 芯 片 内 存 进 行 处 理 。 图 2? D?B?S? 成 像 数 字 处 理 框 图 F?i?g?.?2?f?1?O?w? c?1?a?r?t? O?f? D?B?S? p?r?O?c?e?S?S?i?D?g? ( l?) 预 处 理 : 预 处 理 过 程 中 需 对 回 波 数 据 进 行 重 排 , 相 当 于 矩 阵 转 置 运 算 。 如 果 通 过 执 行 指 令 完 成 , 则 会 占 用 一 定 的 处 理 时 间 。 实 际 上 , 这 一 工 作 可 在 回 波 数 据 从 缓 存 器 读 入 内 存 的 同 时 完 成 。 有 两 种 方 法 , 第 一 种 是 在 硬 件 上 将 D?S?P? 的 地 址 线 与 缓 存 器 地 址 线 错 位 连 接 , 局 限 性 是 硬 件 一 旦 确 定 , 参 数 便 不 能 更 改 , 缺 少 灵 活 性 , 而 且 不 适 用 于 F?I?F?0? 这 一 类 缓 存 器 。 另 一 种 方 法 是 利 用 T?M?S?3?2?0?C?6?2?0?l? 的 D?M?A? 通 道 灵 活 的 可 编 程 特 性 [ 5?] 。 T?M?S?3?2?0?C?6?2?0?l? 的 D?M?A? 控 制 器 支 持 多 帧 传 送 ( m?u?1?t?i?f?r?a?m?e? t?r?a?D?S?f?e?r?) , 源 、 目 的 地 址 的 帧 内 、 帧 间 步 进 量 可 分 别 进 行 编 程 。 利 用 这 些 特 性 可 方 便 地 完 成 转 置 这 类 操 作 , 且 灵 活 、 易 于 修 改 。 ( 2?) 多 普 勒 滤 波 : 多 普 勒 滤 波 通 常 由 F?F?T? 运 算 来 实 现 , 因 为 F?F?T? 运 算 等 效 为 一 个 窄 带 滤 波 器 组 , 幅 度 特 性 具 有 S?i?D?x? /? x? 的 形 式 。 这 种 频 率 特 性 具 有 较 高 的 旁 瓣 , 可 通 过 选 取 一 定 的 加 权 函 数 抑 制 旁 瓣 , 改 善 滤 波 特 性 。 为 提 高 效 率 , 可 针 对 T?M?S?3?2?0?C?6?2?0?l? 结 构 选 取 与 之 适 应 的 F?F?T? 运 算 结 构 。 比 如 , 由 于 T?M?S?3?2?0?C?6?2?0?l? 内 部 具 有 3?2? 个 3?2? 位 通 用 寄 存 器 , 如 果 做 l?6? 点 F?F?T? 运 算 , 则 可 用 l?6? 个 寄 存 器 存 贮 l?6? 点 数 据 , 8? 个 寄 存 器 存 贮 8? 个 旋 转 因 子 , 余 下 的 作 为 临 时 寄 存 器 。 这 样 , l?6? 点 、 4? 级 的 蝶 式 运 算 可 在 C?P?U? 内 核 完 成 而 无 需 相 对 开 销 很 大 的 存 贮 I?/?0? 操 作 。 如 果 F?F?T? 运 算 点 数 相 对 较 少 , 一 个 简 单 而 对 效 率 有 很 大 提 高 的 方 案 就 是 将 N? 点 F?F?T? 先 分 解 至 N?/?l?6? 个 l?6? 点 F?F?T? 运 算 , 再 分 别 在 C?P?U? 内 核 完 成 。 如 何 在 通 用 D?S?P? 芯 片 上 实 现 高 效 F?F?T? 运 算 是 一 个 值 得 研 究 的 问 题 , 它 与 F?F?T? 点 数 、 精 度 要 求 以 及 芯 片 内 部 结 构 密 切 相 关 , 作 者 将 另 文 讨 论 。 ( 3?) 输 出 处 理 : 回 波 信 号 经 波 束 锐 化 滤 波 器 处 理 得 到 对 应 于 雷 达 坐 标 分 割 的 分 辨 单 元 的 散 射 特 性 , 在 实 际 空 间 成 像 时 , 需 通 过 输 出 处 理 将 雷 达 空 间 坐 标 上 的 散 射 特 性 变 换 到 实 际 空 间 。 输 出 处 理 过 程 中 需 计 算 各 子 滤 波 器 中 心 频 率 对 应 的 方 位 角 !?, 亦 即 各 子 波 束 中 心 方 位 角 。 多 普 勒 频 率 与 方 位 角 关 系 由 式 ( l?) 确 定 。 将 各 子 滤 波 器 中 心 频 率 f? 代 入 式 ( l?) 即 可 求 出 对 应 的 方 位 角 !?。 计 算 过 程 中 需 完 成 大 量 非 线 性 运 算 以 及 除 法 。 虽 可 方 便 地 调 用 库 函 数 精 确 计 算 , 但 计 算 量 过 大 而 难 以 在 实 时 系 统 中 实 现 。 通 常 可 牺 牲 一 定 的 精 度 , 利 用 查 表 法 完 成 非 线 性 运 算 。 但 对 该 式 而 言 , 查 表 次 数 频 繁 , 加 之 除 法 运 算 , 仍 需 可 观 的 运 行 时 间 。 由 于 该 运 算 处 于 整 个 算 法 流 程 循 环 的 最 内 层 , 计 算 次 数 频 繁 , 须 作 进 一 步 处 理 以 提 高 实 时 性 能 。 观 察 式 ( 2?) 可 发 现 , 当 水 平 速 度 向 量 与 波 束 中 心 方 位 线 夹 角 不 为 零 ( 即 v? y?S?i?D?!?-? v?x?c?O?S?!?!?0?) 且 !?变 化 范 围 不 大 时 , !?与 f? 近 似 成 线 性 关 系 。 因 此 可 以 预 见 , 如 果 用 插 值 多 项 式 代 替 原 式 , 可 获 得 很 好 的 近 似 8?9? 国 防 科 技 大 学 学 报 2?0?0?0? 年 第 6? 期 结 果 。 表 l? 列 出 了 在 一 组 典 型 参 数 下 不 同 阶 数 牛 顿 插 值 多 项 式 近 似 式 ( l?) 所 产 生 的 相 对 误 差 ( 相 对 于 平 均 锐 化 波 束 角 ) 。 可 见 , 使 用 插 值 多 项 式 近 似 可 获 得 很 高 的 精 度 。 因 此 , 可 先 根 据 精 度 要 求 确 定 插 值 多 项 式 阶 数 , 再 利 用 牛 顿 插 值 公 式 计 算 出 插 值 多 项 式 各 阶 系 数 , 然 后 求 各 子 波 束 中 心 波 束 角 时 , 只 需 做 有 限 次 的 乘 法 和 加 法 运 算 。 计 算 插 值 多 项 式 系 数 时 仍 需 查 表 计 算 式 ( l?) , 但 由 于 其 运 算 量 分 散 到 每 个 子 滤 波 器 而 变 得 很 小 。 在 某 些 实 际 系 统 中 参 数 能 预 先 确 定 , 则 多 项 式 系 数 可 事 先 算 好 而 不 占 用 实 时 处 理 时 间 。 表 l? 插 值 多 项 式 近 似 精 度 T?a?b?.?l?P?r?e?c?i?S?i?O?D? O?f? i?D?t?e?r?p?O?1?a?t?e?c? p?O?1?y?D?O?m?i?a?1? 阶 数 一 阶 二 阶 三 阶 四 阶 相 对 误 差 0?.?2?8?5?2?l?0?.?0?4?4?2?l?0?.?0?0?2?7?9?0?.?0?0?0?4?3? 在 均 使 用 片 内 存 贮 器 的 相 同 条 件 下 , 分 别 用 调 用 库 函 数 的 单 精 度 浮 点 运 算 、 查 表 定 点 运 算 、 不 同 阶 插 值 多 项 式 定 点 运 算 等 计 算 方 式 编 程 , 并 在 T?M?S?3?2?0?C?6?2?0?l? 芯 片 上 运 行 ; 通 过 测 试 工 具 对 指 令 执 行 时 间 进 行 了 测 试 , 并 计 算 平 均 相 对 误 差 ( 以 单 精 度 浮 点 运 算 结 果 为 准 确 值 ) , 结 果 见 表 2?。 其 中 多 项 式 插 值 计 算 包 括 了 多 项 式 系 数 的 计 算 时 间 。 对 其 结 果 分 析 如 下 : 调 用 库 函 数 的 单 精 度 浮 点 运 算 所 需 时 间 过 长 而 不 可 能 在 实 时 成 像 中 采 用 ; 查 表 定 点 运 算 不 可 避 免 的 对 精 度 有 所 降 低 ( 精 度 高 低 与 表 的 长 度 直 接 相 关 ) , 但 运 算 时 间 降 低 了 两 个 数 量 级 ; 插 值 多 项 式 近 似 法 可 达 到 逼 近 查 表 计 算 的 精 度 , 而 在 运 算 时 间 上 又 有 大 的 减 少 , 与 其 它 方 法 比 较 具 有 明 显 的 优 越 性 。 表 2? 各 种 算 法 运 算 量 及 精 度 比 较 T?a?b?.?2?C?O?m?p?a?r?i?S?O?D? O?f? V?a?r?i?O?u?S? m?e?t?1?O?c?S? 计 算 方 式 调 用 库 函 数 、 单 精 度 浮 点 查 表 、 定 点 二 阶 插 值 、 定 点 三 阶 插 值 、 定 点 四 阶 插 值 、 定 点 运 行 时 间 ( D?S?) 2?8?l?4?0?3?0?5?.?2?l?5?2?.?4?5?8?3?.?l?l?2?0?.?4? 相 对 误 差 0?0?.?0?4?6?4?0?.?0?6?2?7?0?.?0?4?9?6?0?.?0?4?6?6? !?性 能 分 析 与 成 像 结 果 D?B?S? 成 像 算 法 的 运 算 量 主 要 集 中 在 F?F?T? 运 算 、 方 位 角 计 算 以 及 像 表 能 量 分 配 上 。 经 工 程 化 处 理 , F?F?T?运 算 时 间 降 低 近 一 半 , 方 位 角 计 算 时 间 降 低 了 三 分 之 一 以 上 。 在 精 度 上 , 虽 进 行 了 一 定 的 近 似 处 理 , 但 仍 保 证 了 较 高 精 度 。 F?F?T? 采 用 定 点 运 算 , 3?2? 位 的 寄 存 器 长 度 可 以 满 足 成 像 对 精 度 的 要 求 ; 计 算 像 素 方 位 角 时 , 由 于 相 对 于 平 均 锐 化 波 束 角 的 误 差 小 于 0?.?0?5?, 像 素 之 间 的 相 对 位 置 误 差 不 会 超 过 0?.?l? 个 角 度 分 辨 单 元 。 改 进 后 的 算 法 经 编 程 实 现 , 在 以 T?M?S?3?2?0?C?6?2?0?l? 为 核 心 的 D?S?P? 成 像 系 统 上 运 行 , 具 有 处 理 速 度 快 、 精 度 高 的 特 点 。 将 地 面 线 状 目 标 回 波 数 据 经 D?/?A? 变 换 成 模 拟 视 频 信 号 后 输 入 成 像 系 统 , 实 时 成 像 结 果 如 图 3? 所 示 。 图 4? 为 相 同 的 数 据 经 双 精 度 运 算 得 到 的 事 后 处 理 结 果 。 图 5? 为 一 仿 真 点 阵 的 视 频 信 号 , 经 成 像 系 统 实 时 处 理 后 的 输 出 图 像 如 图 6? 所 示 , 同 一 方 位 向 上 的 点 得 到 了 很 好 的 区 分 。 我 们 还 对 D?B?S? 原 始 数 据 进 行 了 实 时 成 像 处 理 , 也 得 到 了 比 较 理 想 的 效 果 。 “?小 结 本 文 研 究 了 应 用 通 用 D?S?P? 实 现 D?B?S? 成 像 算 法 , 在 保 证 精 度 的 前 提 下 对 算 法 进 行 了 一 定 工 程 化 处 理 , 显 著 降 低 了 处 理 时 间 , 实 验 证 明 具 有 处 理 速 度 快 、 精 度 高 的 特 点 。 9?9? 何 峰 等 : 基 于 高 性 能 D?S?P? 实 现 的 多 普 勒 波 束 锐 化 实 时 成 像 处 理 图 3? 实 时 成 像 结 果 图 4? 事 后 处 理 结 果 F?i?g?.?3?R?e?a?1?-? t?i?m?e? p?r?O?c?e?S?S?i?H?g? r?e?S?u?1?t?F?i?g?.?4?A?f?t?e?r?-? t?1?e?-? e?V?e?H?t? p?r?O?c?e?S?S?i?H?g? r?e?S?H?1?t? 图 5? 点 阵 视 频 信 号 图 6? 点 阵 D?B?S? 图 象 F?i?g?.?5?V?i?c?e?O? i?m?a?g?e? O?f? 1?a?t?t?i?c?e?F?i?g?.?6?D?B?S? i?m?a?g?e? O?f? 1?a?t?t?i?c?e? 参 考 文 献 : [ l?] 张 澄 波 .? 综 合 孔 径 雷 达 原 理 、 系 统 分 析 与 应 用 [ M?] .? 北 京 : 科 学 出 版 社 , l?9?8?9?.? [ 2?] 张 直 中 .? 微 波 成 像 术 [ M?] .? 北 京 : 科 学 出 版 社 , l?9?9?0?.? [ 3?] 苏 涛 , 吴 顺 君 , 廖 晓 群 .? 高 性 能 数 字 信 号 处 理 器 与 高 速 实 时 信 号 处 理 [ M?] .? 西 安 : 西 安 电 子 科 技 大 学 出 版 社 , l?9?9?9?.? [ 4?] 龙 腾 , 何 佩 琨 , 曾 涛 , 李 方 慧 , 高 速 实 时 数 字 信 号 处 理 器 并 行 性 研 究 [ M?] , 信 号 处 理 , V?O?1?.?l?5?, N?O?.?4?, l?9?9?9?.? [ 5?] T?M?S?3?2?0?C?6?2?0?l?/?C?6?7?0?l? P?e?r?i?p?1?e?r?a?1?S? [ M?] , T?E?X?A?S? I?N?S?T?R?U?M?E?N?T?S? I?H?c?, l?9?9?8?.? 0?0?l? 国 防 科 技 大 学 学 报 2?0?0?0? 年 第 6? 期
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