一種機載SAR的實時成像顯示方法及系統與流程

2023-10-11 11:35:39 3

本發明屬於機載sar的實時成像的技術領域，尤其涉及一種機載sar的實時成像顯示方法及系統。

背景技術：

合成孔徑雷達簡稱sar，常安裝於飛機、衛星等飛行平臺上，實現對地面的全天時、全天候的成像觀測。傳統的機載sar顯示控制軟體在工作過程中實時顯示的是經過處理的縮略圖數據，生成的高清sar圖像數據則在事後利用專門的圖像處理計算機對圖像數據進行處理和查看。實時顯示縮略圖的方法雖然緩解了顯示控制軟體的數據接收和顯示處理的壓力，保證了圖像顯示的實時性，但是卻降低了實時成像的解析度，使操作人員無法對成像內容作出準確判斷。同時，傳統的實時成像顯示方法固定了sar圖像的寬和高，不能動態的適應顯示區域大小的變化，同時也不支持圖像自適應縮放查看。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是：現有的傳統實時成像顯示方法降低了實時成像的解析度，並且還固定了sar圖像的寬和高，不能動態的適應顯示區域大小的變化，也不支持圖像自適應縮放查看。

為解決上面的技術問題，本發明提供了一種機載sar的實時成像顯示方法，該方法包括如下步驟：

s1，接收雷達生成的圖像數據包並將所述圖像數據包保存；

s2，將所述圖像數據包進行解析，得到sar圖像數據,同時將所述sar圖像數據生成原始sar圖像,對所述原始sar圖像進行壓縮處理，得到當前內存可存儲的最大解析度sar圖像；

s3，同時對所述最大解析度sar圖像和歷史的最大解析度sar圖像進行等比例縮小,分別得到縮小後的所述最大解析度sar圖像和所述歷史的最大解析度sar圖像，並在設定的定時時間內根據當前滾動進度分別獲取部分縮小後的所述最大解析度sar圖像和部分縮小後的所述歷史的最大解析度sar圖像生成合成圖像；

s4，當所述合成圖像為縮小後的所述最大解析度sar圖像時，對所述合成圖像進行縮放和顯示操作。

本發明的有益效果：通過上述的方法解決了傳統方法中實時成像顯示解析度低、圖像顯示大小無法自適應、圖像無法縮放的問題。實現了機載sar的實時成像顯示，本發明中採用圖像自適應生成和自適應顯示的方法，在保證內存可用和實時顯示的前提下，保留了sar圖像的最高解析度，實現了對高清sar圖像的滾動顯示和縮放查看。

進一步地，所述s1中包括：

s11，利用通信套接字方式接收雷達生成的圖像數據包；

s12，利用鍊表保存所述圖像數據包；

s13，定時查詢所述鍊表中是否保存所述圖像數據包，若保存，則執行s2，同時刪除所述圖像數據包，若沒有保存，則重新執行s11。

上述進一步地有益效果：我們採用通信套接字方式接收圖像數據包以及採用鍊表保存所述圖像數據包，這樣可以避免圖像數據包在發送過程中的丟失，同時採用定時查詢所述鍊表中是否保存所述圖像數據包，當若保存，則將保存的所述圖像數據包發送出去，同時刪除已發送的所述圖像數據包，這樣是為了減少內存，節約數據存儲的空間，減低內存的佔用率，提高數據的處理速度。

進一步地，所述s2中，還包括：將所述圖像數據包進行解析，得到sar圖像數據以及sar圖像參數信息；根據所述sar圖像參數信息計算原始sar圖像任一像素位置的經緯度。

上述進一步地有益效果：得到這些參數信息是有利於後續我們對圖像像素的分析，能夠提高圖像分析的精確度，計算出原始sar圖像的任一像素位置的經緯度，可以在滑鼠點擊任意圖像的有效地顯示指定點的經緯度信息，有利於後續對圖像內容的分析和記錄。

進一步地，所述s2中還包括：在得到當前內存可存儲的最大解析度sar圖像後，通過滑鼠選擇，在顯示屏上顯示指定圖像像素的經緯度信息。

進一步地，所述s2中包括：根據用戶設置的單張圖像最大內存佔用閾值，計算所述原始sar圖像需要壓縮的倍數並根據壓縮倍數對所述原始sar圖像進行壓縮處理，得到當前內存可存儲的最大解析度sar圖像。

上述進一步地有益效果：在用戶給定的單張圖像最大內存佔用閾值，這樣可以保證本發明的自適應是在有效最大內存中進行的，充分地利用了內存，保證能夠得到最大的最大解析度sar圖像，又不會發生因內存不足，圖像無法顯示的現象。

本發明還涉及一種機載sar的實時成像顯示系統，該系統包括：圖像數據接收模塊、圖像自適應模塊、圖像滾動顯示模塊、圖像縮放操作模塊；

所述數據接收模塊，其用於接收雷達生成的圖像數據包並將圖像數據包保存；

所述圖像自適應模塊，其用於將所述圖像數據包進行解析，得到sar圖像數據,同時將所述sar圖像數據生成原始sar圖像,對所述原始sar圖像進行壓縮處理，得到當前內存可存儲的最大解析度sar圖像；

所述圖像滾動顯示模塊，其用於對所述最大解析度sar圖像和歷史的最大解析度sar圖像進行等比例縮小,分別得到縮小後的所述最大解析度sar圖像和縮小後的所述歷史的最大解析度sar圖像，同時在設定的定時時間內根據當前滾動進度分別獲取部分縮小後的所述最大解析度sar圖像和部分縮小後的所述歷史的最大解析度sar圖像生成合成圖像；

所述圖像縮放操作模塊，其用於當所述合成圖像為縮小後的所述最大解析度sar圖像1時，對所述合成圖像進行縮放和顯示操作。

本發明的有益效果：通過上述的系統解決了傳統方法中實時成像顯示解析度低、圖像顯示大小無法自適應、圖像無法縮放的問題。實現了機載sar的實時成像顯示，本發明中採用圖像自適應生成和自適應顯示的方法，在保證內存可用和實時顯示的前提下，保留了sar圖像的最高解析度，實現了對高清sar圖像的滾動顯示和縮放查看。

進一步地，所述數據接收模塊包括：數據接收單元、數據查詢單元；

所述數據接收單元，其用於接收雷達生成的圖像數據包並將所述圖像數據包保存；

所述數據查詢單元，其用於定時查詢所述數據接收單元中是否保存所述圖像數據包，若保存，則將保存的所述圖像數據包發送到圖像自適應模塊，同時刪除已發送的所述圖像數據包，若沒有保存，則所述數據接收單元重新接收雷達生成的圖像數據包並將所述圖像數據包保存。

上述進一步地有益效果：我們採用通信套接字方式接收圖像數據包以及採用鍊表保存所述圖像數據包，這樣可以避免圖像數據包在發送過程中的丟失，同時採用定時查詢所述鍊表中是否保存所述圖像數據包，當若保存，則將保存的所述圖像數據包發送出去，同時刪除已發送的所述圖像數據包，這樣是為了減少內存，節約數據存儲的空間，減低內存的佔用率，提高數據的處理速度。

進一步地，所述圖像自適應模塊包括：圖像解析自適應單元、圖像生成自適應單元、圖像壓縮自適應單元；

所述圖像解析自適應單元，其用於將接收到的圖像數據包進行解析，得到sar圖像數據並所述sar圖像數據保存；

所述圖像生成自適應單元，其用於讀取所述sar圖像數據並根據所述sar圖像數據生成原始sar圖像；

所述圖像壓縮自適應單元，其用於對所述原始sar圖像進行壓縮處理，得到當前內存可顯示的最大解析度sar圖像。

進一步地，所述圖像滾動顯示模塊包括：圖像縮小顯示單元、圖像滾動顯示單元；

所述圖像縮小顯示單元，其用於對所述最大解析度sar圖像和歷史的最大解析度sar圖像進行等比例縮小,分別得到縮小後的所述最大解析度sar圖像和所述歷史的最大解析度sar圖像；

所述圖像滾動顯示單元，其用於在設定的定時時間內根據當前滾動進度分別獲取部分縮小後的所述最大解析度sar圖像和部分縮小後的所述歷史的最大解析度sar圖像生成合成圖像。

進一步地，該系統還包括：定時模塊，其用於在所述圖像縮小顯示單元將對所述最大解析度sar圖像和歷史的最大解析度sar圖像進行等比例縮小，得到縮小後的所述最大解析度sar圖像和所述歷史的最大解析度sar圖像後，定時模塊設定定時時間，使得所述圖像滾動顯示單元在所述設定定時時間內根據當前滾動進度分別獲取部分縮小後的所述最大解析度sar圖像和部分縮小後的所述歷史的最大解析度sar圖像生成合成圖像。

上述進一步地有益效果：通過設定定時時間，在每次操作中藉助圖像操作，圖像能夠很好地在設定時間內自適應地完成圖像的滾動顯示。

附圖說明

圖1為本發明的一種機載sar的實時成像顯示方法的流程圖；

圖2為本發明的實施例1中合成圖像(a)(b)(c)過程示意圖；

圖3為本發明的種機載sar的實時成像顯示系統示意圖.

附圖：1、縮小後的所述最大解析度sar圖像；2、合成圖像；3、縮小後的所述歷史的最大解析度sar圖像。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明的原理和特徵進行描述，所舉實例只用於解釋本發明，並非用於限定本發明的範圍。

實施例1

如圖1所示，本實施例1的一種機載sar的實時成像顯示方法，該方法包括如下步驟：

s1，接收雷達生成的圖像數據包並將所述圖像數據包保存；

s2，將所述圖像數據包進行解析，得到sar圖像數據,同時將所述sar圖像數據生成原始sar圖像,對所述原始sar圖像進行壓縮處理，得到當前內存可存儲的最大解析度sar圖像；

s3，同時對所述最大解析度sar圖像和歷史的最大解析度sar圖像進行等比例縮小,分別得到縮小後的所述最大解析度sar圖像1和所述歷史的最大解析度sar圖像，並在設定的定時時間內根據當前滾動進度分別獲取部分縮小後的所述最大解析度sar圖像1和部分縮小後的所述歷史的最大解析度sar圖像3生成合成圖像2；

s4，當所述合成圖像2為縮小後的所述最大解析度sar圖像1時，對所述合成圖像2進行縮放和顯示操作。

對上述的方法我們做出了下述的詳細描述，在本實施例1中我們是先搭建一個雷達模擬系統，在系統中生成雷達的高解析度sar圖像數據，將所述高解析度sar圖像數據打包作為本實施例1中的方法輸入，也就是本實施例1中s1，接收雷達生成的圖像數據包並將所述圖像數據包保存。

在接收到所述圖像數據包後，我們再將圖像數據包進行解析，解析後我們得到sar圖像數據，然後同時我們將所述的sar圖像數據生成原始sar圖像，在生成原始sar圖像後，我們再對所述原始sar圖像進行壓縮處理，我們就會得到在顯示屏上的現實的當前內存可顯示的最大解析度sar圖像。

例如：我們接收的原始sar圖像是5000x5000的高解析度的sar圖像，但是我們的內存能夠存儲的是500x500的圖像內存，我們需要對5000x5000的高解析度的sar圖像進行壓縮，使得sar圖像符合我們最大的內存存儲空間，也就是當前內存可存儲的最大解析度sar圖像。

在得到所述當前內存可存儲的最大解析度sar圖像後，我們就將所述當前內存可存儲的最大解析度sar圖像和歷史的最大解析度sar圖像進行等比例縮小，我們就會得到縮小後的最大解析度sar圖像，在我們得到縮小後的最大解析度sar圖像之後，同時設定定時時間，我們在設定的定時時間內根據當前滾動進度分別獲取部分縮小後的所述最大解析度sar圖像1和部分縮小後的所述歷史的最大解析度sar圖像3生成合成圖像2；

需要解析的是，本實施例1中的合成圖像2的過程如圖2過程(a)(b)(c)所示，圖中實線框代表的是可顯示最大解析度的屏幕，虛線框1代表的是縮小後的所述最大解析度sar圖像，虛線框2代表的是縮小後的所述歷史的最大解析度sar圖像，由於顯示屏能夠顯示的最大解析度是100x100的圖像，所以我們需要對存儲當前內存可存儲的最大解析度sar圖像和歷史的最大解析度sar圖像的500x500的圖像進行等比例縮小，壓縮成100x100的圖像，再進行顯示。在我們設定的定時時間內，根據當前滾動進度分別獲取部分縮小後的所述最大解析度sar圖像1和部分縮小後的所述歷史的最大解析度sar圖像3生成合成圖像2。本實施例1中根據當前滾動的進度獲取部分的意思是，比如：在顯示屏上顯示的是20％縮小後的所述最大解析度sar圖像1和80％部分縮小後的所述歷史的最大解析度sar圖像3進行合成圖像2，不斷滾動的時候，合成圖像2中縮小後的所述最大解析度sar圖像1所佔用的比例會不斷變大，而縮小後的所述歷史的最大解析度sar圖像3所佔的比例會不斷縮小，一直到合成圖像2中100％是縮小後的所述最大解析度sar圖像1，而縮小後的所述歷史的最大解析度sar圖像3為0，並且把縮小後的所述歷史的最大解析度sar圖像3刪除掉。

其中特殊的是，在我們進行該方法的第一次的時候，並不存在歷史的最大解析度sar圖像，因此，第一次的我們就將所述當前內存可存儲的最大解析度sar圖像直接進行等比例縮小，在最後不用合成圖像2，就直接在顯示屏上顯示出來。

當所述合成圖像2為縮小後的所述最大解析度sar圖像1時，對所述合成圖像2進行縮放和顯示操作。

上述我們需要解析的是當所述合成圖像2為縮小後的所述最大解析度sar圖像1時，此時的圖像是100x100的圖像，在顯示屏上我們對這個縮小後的圖像進行放大，圖像放大時長和寬每次放大一倍，放大到該圖像的最大解析度為止，圖像縮小時長和寬每次縮小一倍，縮小到屏幕自適應大小為止。

優選地，在本實施例1中所述s1中包括：

s11，利用通信套接字方式接收雷達生成的圖像數據包；

s12，利用鍊表保存所述圖像數據包；

s13，定時查詢所述鍊表中是否保存所述圖像數據包，若保存，則執行s2，同時刪除所述圖像數據包，若沒有保存，則重新執行s11

在本實施例1我們為了避免所述圖像數據包的丟失，設計了收數線程和查詢線程，其中收數線程是利用通信套接字方式接收雷達生成的圖像數據包；同時利用鍊表保存所述圖像數據包；在保存完所述圖像數據包後，我們採用查詢線程定時查詢所述鍊表中是否保存所述圖像數據包，若保存，則將保存的所述圖像數據包發送出去，執行s2，同時刪除已發送的所述圖像數據包，若沒有保存，則重新執行s11。

優選地，在本實施例1中所述s2中，還包括：將所述圖像數據包進行解析，得到sar圖像數據以及sar圖像參數信息；根據所述sar圖像參數信息計算原始sar圖像任一像素位置的經緯度。

我們需要進一步解析的是所述的sar圖像參數信息包括：圖像寬高參數信息、圖像四角點經緯度參數信息。我們是根據得到的圖像寬高參數信息和圖像四角點經緯度參數信息計算原始sar圖像任一像素位置的經緯度。我們得到這些參數信息是有利於後續我們對圖像像素的分析，能夠提高圖像分析的精確度。

另外，在我們將所述圖像數據包進行解析，得到sar圖像數據,同時將所述sar圖像數據生成原始sar圖像,對所述原始sar圖像進行壓縮處理，我們也會計算所述原始sar圖像的任一像素位置的經緯度，在得到所述當前內存可顯示的最大解析度sar圖像後，通過滑鼠選擇，顯示指定圖像像素的經緯度信息。在獲取sar圖像中對應位置的經緯度信息，所述sar圖像參數信息中包含了圖像的四角點經緯度，利用雙線性插值方法，可以計算得到圖像中任意點的經緯度信息。

其中經緯度具體的計算公式如下：

首先，獲得圖像四個角點寬方向上的線性插值，通過公式(1)(2)(3)(4)進行計算。

其中，xtop和ytop分別為圖像左上和右上角點在寬方向線性插值後的經度和緯度，xbottom和ybottom分別為圖像左下和右下角點在寬方向線性插值後的經度和緯度，x0、x1、x2、x3分別為圖像左上、右上、右下、左下四個角點的經度，y0、y1、y2、y3分別為圖像左上、右上、右下、左下四個角點的緯度，x為計算點在圖像中的寬，wpic為圖像的寬。

然後，計算圖像高方向上的線性插值，通過公式(5)(6)得到計算點的經緯度。

其中，x和y分別為計算點的經度和緯度，y為計算點在圖像中的高，hpic為圖像的高。

優選地，在本實施例1中所述s2中還包括：在得到當前內存可存儲的最大解析度sar圖像後，通過滑鼠選擇，在顯示屏上顯示指定圖像像素的經緯度信息。可以在滑鼠點擊任意圖像的有效地顯示指定點的經緯度信息，有利於後續對圖像內容的分析和記錄。

優選地，在本實施例1中所述s2中包括：根據用戶設置的單張圖像最大內存佔用閾值，計算所述原始sar圖像需要壓縮的倍數並根據壓縮倍數對所述原始sar圖像進行壓縮處理，得到當前內存可存儲的最大解析度sar圖像。

我們對上述優選地進一步地詳細解析，在我們將所述圖像數據包進行解析，得到sar圖像數據後，我們需要根據用戶設置的單張圖像最大內存佔用閾值，計算所述原始sar圖像需要壓縮的倍數並根據壓縮倍數對所述原始sar圖像進行壓縮處理得到當前內存可顯示的最大解析度sar圖像。我們在用戶給定的單張圖像最大內存佔用閾值，這樣可以保證本發明的自適應是在有效最大內存中進行的，充分地利用了內存，保證能夠得到最大的最大解析度sar圖像，又不會發生因內存不足，圖像無法顯示的現象。

實施例2

如圖3所示，本實施例2中的一種機載sar的實時成像顯示系統，該系統包括：圖像數據接收模塊、圖像自適應模塊、圖像滾動顯示模塊、圖像縮放操作模塊；

所述數據接收模塊，其用於接收雷達生成的圖像數據包並將圖像數據包保存；

所述圖像自適應模塊，其用於將所述圖像數據包進行解析，得到sar圖像數據,同時將所述sar圖像數據生成原始sar圖像,對所述原始sar圖像進行壓縮處理，得到當前內存可存儲的最大解析度sar圖像；

所述圖像滾動顯示模塊，其用於對所述最大解析度sar圖像和歷史的最大解析度sar圖像進行等比例縮小,分別得到縮小後的所述最大解析度sar圖像1和縮小後的所述歷史的最大解析度sar圖像3，同時在設定的定時時間內根據當前滾動進度分別獲取部分縮小後的所述最大解析度sar圖像1和部分縮小後的所述歷史的最大解析度sar圖像3生成合成圖像2；

所述圖像縮放操作模塊，其用於當所述合成圖像2為縮小後的所述最大解析度sar圖像1時，對所述合成圖像2進行縮放和顯示操作。

在本實施例2中我們通過上述的系統解決了傳統方法中實時成像顯示解析度低、圖像顯示大小無法自適應、圖像無法縮放的問題。實現了機載sar的實時成像顯示，本發明中採用圖像自適應生成和自適應顯示的方法，在保證內存可用和實時顯示的前提下，保留了sar圖像的最高解析度，實現了對高清sar圖像的滾動顯示和縮放查看。

優選地，所述數據接收模塊包括：數據接收單元、數據查詢單元；

所述數據接收單元，其用於接收雷達生成的圖像數據包並將所述圖像數據包保存；

所述數據查詢單元，其用於定時查詢所述數據接收單元中是否保存所述圖像數據包，若保存，則將保存的所述圖像數據包發送到圖像自適應模塊，同時刪除已發送的所述圖像數據包，若沒有保存，則所述數據接收單元重新接收雷達生成的圖像數據包並將所述圖像數據包保存。

在本實施例2中我們為了避免所述圖像數據包的丟失，設計了收數線程和查詢線程，其中收數線程是利用通信套接字方式接收雷達生成的圖像數據包；同時利用鍊表保存所述圖像數據包；在保存完所述圖像數據包後，我們採用查詢線程定時查詢所述鍊表中是否保存所述圖像數據包，若保存，則將保存的所述圖像數據包發送出去，同時刪除已發送的所述圖像數據包，若沒有保存，則所述數據接收單元重新接收雷達生成的圖像數據包並將所述圖像數據包保存。

優選地，在本實施例2中所述圖像自適應模塊包括：圖像解析自適應單元、圖像生成自適應單元、圖像壓縮自適應單元；

所述圖像解析自適應單元，其用於將接收到的圖像數據包進行解析，得到sar圖像數據並所述sar圖像數據保存；

所述圖像生成自適應單元，其用於讀取所述sar圖像數據並根據所述sar圖像數據生成原始sar圖像；

所述圖像壓縮自適應單元，其用於對所述原始sar圖像進行壓縮處理，得到當前內存可顯示的最大解析度sar圖像。

優選地，在本實施例2中所述圖像滾動顯示模塊包括：圖像縮小顯示單元、圖像滾動顯示單元；

所述圖像縮小顯示單元，其用於對所述最大解析度sar圖像和歷史的最大解析度sar圖像進行等比例縮小,分別得到縮小後的所述最大解析度sar圖像1和所述歷史的最大解析度sar圖像；

所述圖像滾動顯示單元，其用於在設定的定時時間內根據當前滾動進度分別獲取部分縮小後的所述最大解析度sar圖像1和部分縮小後的所述歷史的最大解析度sar圖像3生成合成圖像2。

對上述優選地我們需要進一步地進行詳細解析，在我們將所述圖像數據包進行解析，得到sar圖像數據後，我們需要根據用戶設置的單張圖像最大內存佔用閾值，計算所述原始sar圖像需要壓縮的倍數並根據壓縮倍數對所述原始sar圖像進行壓縮處理得到當前內存可顯示的最大解析度sar圖像。我們在用戶給定的單張圖像最大內存佔用閾值，這樣可以保證本發明的自適應是在有效最大內存中進行的，充分地利用了內存，保證能夠得到最大的最大解析度sar圖像，又不會發生因內存不足，圖像無法顯示的現象。

優選地，在本實施例2中該系統還包括：定時模塊，其用於在所述圖像縮小顯示單元將對所述最大解析度sar圖像和歷史的最大解析度sar圖像進行等比例縮小，得到縮小後的所述最大解析度sar圖像1和所述歷史的最大解析度sar圖像後，定時模塊設定定時時間，使得所述圖像滾動顯示單元在所述設定定時時間內根據當前滾動進度分別獲取部分縮小後的所述最大解析度sar圖像1和部分縮小後的所述歷史的最大解析度sar圖像3生成合成圖像2。

在上述實施例1和實施例2中採用的圖像操作，其中圖像操作通過qt編程實現。qt是一種c++開發框架，代碼支持跨平臺，qt提供的圖像操作類qimage能夠實現圖像數據的讀取，縮放，旋轉，拼接等操作。

在圖像縮放操作模塊中當圖像的滾動切換顯示完成後，可藉助圖像操作類對當前圖像進行縮放和顯示。其中當前圖像是指圖像的滾動切換顯示完成後，當前圖像為最後一次的合成圖像2，圖像自適應模塊保存了sar圖像的最大解析度，圖像放大時長和寬每次放大一倍，放大到該圖像的最大解析度為止。圖像縮小時長和寬每次縮小一倍，縮小到屏幕自適應大小為止。

在本實施例1和實施例2中需要說明的是合成圖像2本身就是屏幕自適應大小。在合成圖像2完成圖像的自動滾動切換顯示後，最後顯示的圖像即為上述縮小後的最大解析度sar圖像。後續的放大縮小操作等同於對原始sar圖像的縮放操作，最大放大到上述最大解析度，最小縮小到屏幕自適應大小。

圖像在滾動切換時，大小是屏幕自適應大小，當滾動完成後，新的圖像就可以放大到最大解析度大小進行查看。

在本說明書中，對上述術語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特徵、結構、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特徵進行結合和組合。

以上所述僅為本發明的較佳實施例，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。