导航雷达视频处理及传输技术

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1、分类号：TN957.5密级：公开UDC：654.9_编号：S201670704中国舰船研究院硕士学位论文导航雷达视频处理及传输技术作者：王宁指导老师：刘为任研究员学科专业：导航、制导与控制天津航海仪器研究所二〇一六年三月分类号_TN957.5_密级___公开____UDC_654.9_编号_S201670704_硕士学位论文导航雷达视频处理及传输技术Theprocessingandtransmissiontechnologyofmarine-radarvideo指导教师姓名：刘为任职称：研究员学位申请人姓名：王宁申请学位级别：工学硕士专业名称：导航、制导与控制研究方向：导航信息处理技术论

2、文提交时间：2016年3月培养单位：天津航海仪器研究所学位授予单位：中国舰船研究院学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文所有研究工作，均在导师指导下由作者本人独立完成。引用的有关观点、方法、数据和文献已在论文中注明，并与参考文献对应。除论文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其它个人或集体已经公开发表的研究成果。对本文研究作出任何贡献的个人和集体，均已在论文中以明确方式注明并表示感谢。学位论文作者签名：日期：年月日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

3、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

4、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

5、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IAbstractVideoprocessingandtransmissionwasoneofthekeytechnologiesofthemarine-radar.Thedigitalvideoprocessingtechnologywaswidelyusedtoimprovetheperformanceofthemarine-radarsofar.Supportedbythetaskofdevelopinganewma

6、rine-radarintheGeneralArmamentDepartment,themarine-radarvideoprocessingandtransmissiontechnologywasstudiedfromtheoryandengineering.Eventuallythemarine-radarvideotransmissionboardandasetofalgorithms,andthesemi-physicalexperimentwerecompleted.First,thevideoprocessingandtransmissiontechnology’srequi

7、rementsanditsresearchstatus,advantagesanddisadvantageswerestudied.Combinedwithmarine-radarlowvideoframerate,variablesampling,largebandwidththreespecificcharacteristics,themarine-radarvideonarrowbandnetworktransmissions