雷达系统及复数数据压缩方法、装置、设备、介质与流程

1.本发明涉及雷达通信技术领域，特别涉及一种雷达系统及复数数据压缩方法、装置、电子设备、存储介质。


背景技术：

2.雷达系统使用过程会引起幅度、相位及频率误差，为达到较高的测量精度，实际应用中，一般都会进行幅度、相位及频率校准。校准模块会引入复数，并且校准方式是采样数据与校准参数相乘，会使数据位宽展宽，导致所需存储空间较大，而存储空间会限制雷达性能的提高。因此，为了在有限存储空间内尽可能提高雷达性能，进行精度损失可接受的数据压缩就非常必要。


技术实现要素：

3.基于雷达系统复数数据占用存储空间大的问题，本发明实施例提供了一种雷达系统及复数数据压缩方法、装置、电子设备、存储介质，能够在精度损失可接受的范围内压缩复数数据，节省存储所需空间。
4.第一方面，本发明实施例提供了一种雷达系统的复数数据压缩方法，包括：
5.获取定点数表示的复数数据，分别确定所述复数数据的实部和虚部；
6.基于所述实部和所述虚部的绝对值，得到第一共享数据；所述第一共享数据为所述实部的绝对值与所述虚部的绝对值中的较大者；
7.基于所述第一共享数据和预设的存储位宽，确定压缩指数；
8.基于确定的所述实部和所述压缩指数，计算得到对应的实部尾数，基于确定的所述虚部和所述压缩指数，计算得到对应的虚部尾数。
9.可选地，雷达系统的复数数据压缩方法还包括：
10.输出所述压缩指数及对应的所述实部尾数和所述虚部尾数，作为压缩后的伪浮点数。
11.可选地，所述复数数据的实部和虚部的存储位宽均为x，所述压缩指数的存储位宽为i，所述实部尾数和所述虚部尾数的存储位宽均为d；其中，2d+i＜2x，且d、i和x均为常量。
12.可选地，所述基于所述第一共享数据和预设的存储位宽，确定压缩指数，包括：
13.基于预设的存储位宽，确定所述实部尾数或所述虚部尾数的存储位宽d；
14.基于存储数值的存储位宽(d-1)，将所述第一共享数据转为浮点数形式的第二中间数据；
15.以2为底数，提取所述第二中间数据对应的指数；
16.将提取到的指数与0中的较大者，作为压缩指数。
17.可选地，所述基于确定的所述实部和所述压缩指数，计算得到对应的实部尾数，包括：
18.以2为底数，以所述压缩指数为指数，得到第二共享数据；
19.令所述实部除以所述第二共享数据，得到第一中间尾数；
20.对所述第一中间尾数四舍五入取整，得到实部尾数；
21.所述基于确定的所述虚部和所述压缩指数，计算得到对应的虚部尾数，包括：
22.令所述虚部除以所述第二共享数据，得到第二中间尾数；
23.对所述第二中间尾数四舍五入取整，得到虚部尾数。
24.第二方面，本发明实施例还提供了一种雷达系统的复数数据压缩装置，包括：
25.获取模块，用于获取定点数表示的复数数据，分别确定所述复数数据的实部和虚部；
26.第一压缩模块，用于基于所述实部和所述虚部的绝对值，得到第一共享数据；所述第一共享数据为所述实部的绝对值与所述虚部的绝对值中的较大者；
27.第二压缩模块，用于基于所述第一共享数据和预设的存储位宽，确定压缩指数；
28.尾数计算模块，用于基于确定的所述实部和所述压缩指数，计算得到对应的实部尾数，基于确定的所述虚部和所述压缩指数，计算得到对应的虚部尾数。
29.可选地，雷达系统的复数数据压缩装置还包括：
30.输出模块，用于输出所述压缩指数及对应的所述实部尾数和所述虚部尾数，作为压缩后的伪浮点数。
31.第三方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现本说明书任一实施例所述的方法。
32.第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序在计算机中执行时，令计算机执行本说明书任一实施例所述的方法。
33.第五方面，本发明实施例还提供了一种雷达系统，该雷达系统采用如本说明书任一实施例所述的方法对所述雷达系统中的复数数据进行压缩。
34.本发明实施例提供了一种雷达系统及复数数据压缩方法、装置、电子设备、存储介质，本发明基于复数数据的实部和虚部的绝对值得到压缩指数，再基于压缩指数得到对应的实部尾数和虚部尾数，从而得到压缩后的伪浮点数，在精度损失可接受的前提下，有效压缩雷达系统中的复数数据，节省存储空间。
附图说明
35.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
36.图1是本发明一实施例提供的一种雷达系统的复数数据压缩方法流程图；
37.图2是本发明一实施例提供的另一种雷达系统的复数数据压缩方法流程图；
38.图3是本发明一实施例提供的一种电子设备的硬件架构图；
39.图4是本发明一实施例提供的一种雷达系统的复数数据压缩装置结构图；
40.图5是本发明一实施例提供的另一种雷达系统的复数数据压缩装置结构图。
具体实施方式
41.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
42.如前所述，雷达系统中使用的复数数据会占用较大的存储空间，限制雷达性能提高，因此有必要对复数数据进行压缩，但是压缩后的数据精度损失不能过大，否则同样会影响雷达正常通信。有鉴于此，本发明基于复数数据的实部和虚部的绝对值得到压缩指数，进而利用压缩指数得到压缩数据，同时保证压缩后数据精度。
43.下面描述以上构思的具体实现方式。
44.请参考图1，本发明实施例提供了一种雷达系统的复数数据压缩方法，包括：
45.步骤100，获取雷达系统中定点数表示的复数数据，分别确定所述复数数据的实部和虚部；
46.步骤102，基于确定的所述实部和所述虚部的绝对值，得到第一共享数据；其中，所述第一共享数据为所述实部的绝对值与所述虚部的绝对值中的较大者；
47.步骤104，基于所述第一共享数据和预设的存储位宽，确定压缩指数；
48.步骤106，基于确定的所述实部和所述压缩指数，计算得到对应的实部尾数；基于确定的所述虚部和所述压缩指数，计算得到对应的虚部尾数。
49.进一步地，该方法还包括：
50.步骤108，输出所述压缩指数及对应的所述实部尾数和所述虚部尾数，作为压缩后的伪浮点数。
51.本发明通过所述实部和所述虚部的绝对值得到第一共享数据，再根据第一共享数据确定压缩指数，得到压缩后的伪浮点数，即所述压缩指数及对应的实部尾数、虚部尾数，压缩后伪浮点数的存储位宽小于压缩前的复数数据需要的存储位宽，节省了存储空间，而且精度损失也在可接受的范围之内。
52.在本发明的一个可选实施例中，所述复数数据的实部和虚部的存储位宽均为x，所述压缩指数的存储位宽为i，所述实部尾数和所述虚部尾数的存储位宽均为d；其中，2d+i＜2x，且d、i和x均为常量。由于压缩后的伪浮点数存储位宽为(2d+i)，小于原始的复数数据存储位宽2x，因此能够节省存储位宽。尾数的最高位通常为符号位，用于存储数值的存储位宽实际上为(d-1)。
53.下面描述图1所示的各个步骤的执行方式。
54.可选地，针对步骤102，进一步包括：
55.对步骤100中确定的所述复数数据的实部和虚部，分别计算绝对值；
56.取所述实部的绝对值与所述虚部的绝对值中的较大者，作为第一共享数据。
57.以表达式的形式表示，第一共享数据fix_abs_max＝max(abs(fix_real),abs(fix_imag))，其中，fix_real表示所述复数数据的实部，fix_imag表示所述复数数据的虚部，fix_real和fix_imag是有符号整数，abs()表示取绝对值计算，max()表示取最/较大值计算。
58.采用上述实施例，可以快速确定所述第一共享数据。
59.可选地，针对步骤104，进一步包括：
60.基于预设的存储位宽，确定所述实部尾数或所述虚部尾数的存储位宽d；
61.基于存储数值的存储位宽(d-1)，将所述第一共享数据转为浮点数形式的第二中间数据；即，以2为底数，以存储位宽d减去1为指数，得到第一中间数据；令所述第一共享数据除以所述第一中间数据，得到第二中间数据；
62.以2为底数，提取所述第二中间数据对应的指数；即，以2为底数，对所述第二中间数据进行取对数计算；
63.将提取到的指数与0中的较大者，作为压缩指数。
64.以表达式的形式表示，压缩指数pflt_exp＝max(log2(fix_abs_max/2
(d-1)
),0)，其中，fix_abs_max/2
(d-1)
表示将所述第一共享数据转为浮点数形式，得到其真实数值，log2()表示以2为底数的取对数计算，用于提取所述第二中间数据对应的指数。预设的存储位宽可以为压缩后的实部尾数或虚部尾数的存储位宽d，也可以是二者之和2d。
65.可选地，步骤106进一步包括：
66.以2为底数，以所述压缩指数为指数，得到第二共享数据；
67.令所述实部除以所述第二共享数据，得到第一中间尾数；
68.对所述第一中间尾数四舍五入取整，得到实部尾数；
69.令所述虚部除以所述第二共享数据，得到第二中间尾数；
70.对所述第二中间尾数四舍五入取整，得到虚部尾数。
71.以表达式的形式表示，实部尾数pflt_mant_real＝round(fix_real/2
pflt_exp
)，虚部尾数pflt_mant_imag＝round(fix_imag/2
pflt_exp
)，其中round()表示四舍五入取整计算。四舍五入方式可使得压缩后数据更接近原始数据。
72.可选地，得到实部尾数和虚部尾数的计算，还可采用向下取整的方式，即，步骤106进一步包括：
73.以2为底数，以所述压缩指数为指数，得到第二共享数据；
74.令所述实部除以所述第二共享数据，得到第一中间尾数；
75.对所述第一中间尾数向下取整，得到实部尾数；
76.令所述虚部除以所述第二共享数据，得到第二中间尾数；
77.对所述第二中间尾数向下取整，得到虚部尾数。
78.如图3、图4所示，本发明实施例提供了一种雷达系统的复数数据压缩装置。装置实施例可以通过软件实现，也可以通过硬件或者软硬件结合的方式实现。从硬件层面而言，如图3所示，为本发明实施例提供的一种雷达系统的复数数据压缩装置所在电子设备的一种硬件架构图，除了图3所示的处理器、内存、网络接口、以及非易失性存储器之外，实施例中装置所在的电子设备通常还可以包括其他硬件，如负责处理报文的转发芯片等等。以软件实现为例，如图4所示，作为一个逻辑意义上的装置，是通过其所在电子设备的cpu将非易失性存储器中对应的计算机程序读取到内存中运行形成的。本实施例提供的一种雷达系统的复数数据压缩装置，包括：获取模块401、第一压缩模块402、第二压缩模块403和尾数计算模块404；其中，
79.获取模块401用于获取定点数表示的复数数据，分别确定所述复数数据的实部和虚部；
80.第一压缩模块402用于基于所述实部和所述虚部的绝对值，得到第一共享数据；所述第一共享数据为所述实部的绝对值与所述虚部的绝对值中的较大者；
81.第二压缩模块403用于基于所述第一共享数据和预设的存储位宽，确定压缩指数；
82.尾数计算模块404用于基于确定的所述实部和所述压缩指数，计算得到对应的实部尾数，基于确定的所述虚部和所述压缩指数，计算得到对应的虚部尾数。
83.可选地，该雷达系统的复数数据压缩装置还包括输出模块405，用于输出所述压缩指数及对应的所述实部尾数和所述虚部尾数，作为压缩后的伪浮点数。
84.在本发明实施例中，获取模块401可用于执行上述方法实施例中的步骤100，第一压缩模块402可用于执行上述方法实施例中的步骤102，第二压缩模块403可用于执行上述方法实施例中的步骤104，尾数计算模块404可用于执行上述方法实施例中的步骤106，输出模块405可用于执行上述方法实施例中的步骤108。
85.可以理解的是，本发明实施例示意的结构并不构成对一种雷达系统的复数数据压缩装置的具体限定。在本发明的另一些实施例中，一种雷达系统的复数数据压缩装置可以包括比图示更多或者更少的部件，或者组合某些部件，或者拆分某些部件，或者不同的部件布置。图示的部件可以以硬件、软件或者软件和硬件的组合来实现。
86.上述装置内的各模块之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本发明方法实施例基于同一构思，具体内容可参见本发明方法实施例中的叙述，此处不再赘述。
87.本发明实施例还提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现本发明任一实施例中的一种雷达系统的复数数据压缩方法。
88.本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时，使所述处理器执行本发明任一实施例中的一种雷达系统的复数数据压缩方法。
89.具体地，可以提供配有存储介质的系统或者装置，在该存储介质上存储着实现上述实施例中任一实施例的功能的软件程序代码，且使该系统或者装置的计算机(或cpu或mpu)读出并执行存储在存储介质中的程序代码。
90.在这种情况下，从存储介质读取的程序代码本身可实现上述实施例中任何一项实施例的功能，因此程序代码和存储程序代码的存储介质构成了本发明的一部分。
91.用于提供程序代码的存储介质实施例包括软盘、硬盘、磁光盘、光盘(如cd-rom、cd-r、cd-rw、dvd-rom、dvd-ram、dvd-rw、dvd+rw)、磁带、非易失性存储卡和rom。可选择地，可以由通信网络从服务器计算机上下载程序代码。
92.此外，应该清楚的是，不仅可以通过执行计算机所读出的程序代码，而且可以通过基于程序代码的指令使计算机上操作的操作系统等来完成部分或者全部的实际操作，从而实现上述实施例中任意一项实施例的功能。
93.此外，可以理解的是，将由存储介质读出的程序代码写到插入计算机内的扩展板中所设置的存储器中或者写到与计算机相连接的扩展模块中设置的存储器中，随后基于程序代码的指令使安装在扩展板或者扩展模块上的cpu等来执行部分和全部实际操作，从而实现上述实施例中任一实施例的功能。
94.本发明还提供了一种雷达系统，采用如上述实施例中任一实施例所述的雷达系统
的复数数据压缩方法对所述雷达系统中的复数数据进行压缩。
95.进一步地，复数数据压缩方法可在雷达系统中的信号预处理单元进行数据校准之后执行。
96.综上所述，本发明提供了一种雷达系统及复数数据压缩方法、装置、电子设备、存储介质，本发明能够有效地压缩雷达系统中的复数数据，在相同存储空间下能存储更多数据，从而提高雷达探测性能，并且，本发明仅需要获取定点数表示的复数数据和预设的存储位宽，涉及参数较少，在本发明的优选实施例中，进行压缩的过程只需要进行一次浮点数计算，再计算一次指数，计算复杂度低，计算尾数采用四舍五入取整，压缩后数据精度损失较低。
97.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
…”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同因素。
98.本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储在计算机可读取的存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：rom、ram、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质中。
99.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。