导航雷达视频处理及传输技术

发布时间：2017-08-19 13:41

  本文关键词：导航雷达视频处理及传输技术

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【摘要】：视频处理与传输是导航雷达的一项关键技术,当前国内外普遍采用数字视频处理与传输技术以提高导航雷达性能。本课题在总装备部某新型导航雷达型号研制任务的支持下,从理论和工程实现两个方面对导航雷达视频的处理及传输技术进行了研究,最终设计完成了导航雷达视频处理传输板卡和一套处理算法,并进行了半实物实验验证。课题首先分析了导航雷达项目对视频处理及传输的技术要求,研究了国内外处理传输技术的研究现状及其优缺点,结合导航雷达视频低帧率、变采样、大带宽三个具体特点,提出了基于预处理和JPEG2000的雷达视频窄带网络传输方案。然后根据奈奎斯特采样原理推导出了预处理算法,并根据工程应用对其进行了优化,同时研究了JPEG2000压缩编码算法,对其在导航雷达视频压缩方面的应用进行了适应性改进和验证。最后采用FPGA+专用芯片的方式对提出的雷达视频窄带网络传输方案进行了实现,完成了视频处理传输板卡的设计。半实物实验验证结果表明:1、整体系统可以保证视频图像的实时性,实际延时129个方位,小于项目要求的256个方位;2、经过预处理算法处理的图像相似度达到了97.88%,经过JPEG2000压缩编码算法压缩的图像峰值信噪比达到了46.15dB以上,指标分别远远高于人眼所能分辨的90%和30dB,图像质量得到了有效保障;3、原始带宽需求为18.7Mbps的标准图像经过高达58倍的压缩,图像质量依然不存在可见范围内的失真,有效降低了视频传输对物理带宽的需求;4、雷达终端计算机的CPU利用率由53%降为12%,减轻处理器压力效果明显;5、降低了板卡硬件逻辑资源的消耗,实现较低的复杂度、成本和高稳定性。本课题提出的导航雷达视频处理及传输方案具有广泛的实用价值和实际推广意义。
【关键词】：导航雷达 视频预处理 视频压缩 JPEG2000 窄带网络传输
【学位授予单位】：中国舰船研究院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN959
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 前言10-15
• 1 课题研究背景10-11
• 2 国内外研究现状11-13
• 3 课题研究内容和成果13
• 4 论文结构安排13-15
• 第二章 导航雷达视频处理及传输方案设计15-24
• 1 导航雷达工作原理15-16
• 2 导航雷达的关键技术16-18
• 3 导航雷达视频处理及传输方案18-24
• 3.1 视频处理及传输分析18-20
• 3.2 国内外处理及传输方案20-22
• 3.3 方案设计22-24
• 第三章 导航雷达视频预处理24-32
• 1 视频图像处理简介24-25
• 1.1 数字图像处理概念24
• 1.2 理论基础24-25
• 2 预处理分析25-26
• 2.1 导航雷达视频预处理需求25
• 2.2 相关算法研究现状25-26
• 3 算法设计26-29
• 3.1 概述26
• 3.2 预处理算法推导26-28
• 3.3 工程实现28-29
• 4 MATLAB验证29-32
• 4.1 MATLAB简介29
• 4.2 预处理算法29-31
• 4.3 验证结果31-32
• 第四章 JPEG2000在导航雷达视频压缩中的应用32-41
• 1 JPEG2000介绍32-33
• 2 雷达图像JPEG2000编码33-39
• 2.1 预处理33-34
• 2.2 小波变换34-35
• 2.3 量化35-36
• 2.4 EBCOT编码36-39
• 2.5 雷达图像JPEG2000解码39
• 3 Jasper验证39-41
• 3.1 Jasper简介39
• 3.2 雷达图像编解码39-40
• 3.3 验证结果40-41
• 第五章 导航雷达视频处理及传输系统实现41-58
• 1 技术要求分析41
• 2 方案选择41-42
• 3 实现方案42
• 4 硬件设计42-48
• 4.1 主控FPGA42-45
• 4.2 JPEG2000压缩芯片45-46
• 4.3 以太网芯片46-47
• 4.4 PCB实现47-48
• 5 软件设计48-56
• 5.1 硬件描述语言48-49
• 5.2 程序顶层设计49-50
• 5.3 各功能模块设计50-56
• 6 处理及传输系统实物56-58
• 第六章 处理及传输系统性能分析58-67
• 1 系统性能分析概述58-59
• 1.1 系统指标58
• 1.2 半实物实验验证58-59
• 2 具体性能分析59-66
• 2.1 实时性59-60
• 2.2 视频图像质量60-63
• 2.3 压缩率63-64
• 2.4 终端计算机性能要求64-65
• 2.5 系统硬件资源65-66
• 3 总结66-67
• 第七章 结论和建议67-69
• 1 结论67
• 2 建议67-69
• 致谢69-70
• 参考文献70-73
• 学术论文和科研成果目录73

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 尹勇;刘秀文;李志华;;采用真雷达显示器的航海雷达模拟器的关键技术[J];系统仿真学报;2007年05期

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本文编号：701044