一种机载SAR的实时成像显示方法及系统与流程

本发明属于机载sar的实时成像的技术领域，尤其涉及一种机载sar的实时成像显示方法及系统。

背景技术：

合成孔径雷达简称sar，常安装于飞机、卫星等飞行平台上，实现对地面的全天时、全天候的成像观测。传统的机载sar显示控制软件在工作过程中实时显示的是经过处理的缩略图数据，生成的高清sar图像数据则在事后利用专门的图像处理计算机对图像数据进行处理和查看。实时显示缩略图的方法虽然缓解了显示控制软件的数据接收和显示处理的压力，保证了图像显示的实时性，但是却降低了实时成像的分辨率，使操作人员无法对成像内容作出准确判断。同时，传统的实时成像显示方法固定了sar图像的宽和高，不能动态的适应显示区域大小的变化，同时也不支持图像自适应缩放查看。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：现有的传统实时成像显示方法降低了实时成像的分辨率，并且还固定了sar图像的宽和高，不能动态的适应显示区域大小的变化，也不支持图像自适应缩放查看。

为解决上面的技术问题，本发明提供了一种机载sar的实时成像显示方法，该方法包括如下步骤：

s1，接收雷达生成的图像数据包并将所述图像数据包保存；

s2，将所述图像数据包进行解析，得到sar图像数据,同时将所述sar图像数据生成原始sar图像,对所述原始sar图像进行压缩处理，得到当前内存可存储的最大分辨率sar图像；

s3，同时对所述最大分辨率sar图像和历史的最大分辨率sar图像进行等比例缩小,分别得到缩小后的所述最大分辨率sar图像和所述历史的最大分辨率sar图像，并在设定的定时时间内根据当前滚动进度分别获取部分缩小后的所述最大分辨率sar图像和部分缩小后的所述历史的最大分辨率sar图像生成合成图像；

s4，当所述合成图像为缩小后的所述最大分辨率sar图像时，对所述合成图像进行缩放和显示操作。

本发明的有益效果：通过上述的方法解决了传统方法中实时成像显示分辨率低、图像显示大小无法自适应、图像无法缩放的问题。实现了机载sar的实时成像显示，本发明中采用图像自适应生成和自适应显示的方法，在保证内存可用和实时显示的前提下，保留了sar图像的最高分辨率，实现了对高清sar图像的滚动显示和缩放查看。

进一步地，所述s1中包括：

s11，利用通信套接字方式接收雷达生成的图像数据包；

s12，利用链表保存所述图像数据包；

s13，定时查询所述链表中是否保存所述图像数据包，若保存，则执行s2，同时删除所述图像数据包，若没有保存，则重新执行s11。

上述进一步地有益效果：我们采用通信套接字方式接收图像数据包以及采用链表保存所述图像数据包，这样可以避免图像数据包在发送过程中的丢失，同时采用定时查询所述链表中是否保存所述图像数据包，当若保存，则将保存的所述图像数据包发送出去，同时删除已发送的所述图像数据包，这样是为了减少内存，节约数据存储的空间，减低内存的占用率，提高数据的处理速度。

进一步地，所述s2中，还包括：将所述图像数据包进行解析，得到sar图像数据以及sar图像参数信息；根据所述sar图像参数信息计算原始sar图像任一像素位置的经纬度。

上述进一步地有益效果：得到这些参数信息是有利于后续我们对图像像素的分析，能够提高图像分析的精确度，计算出原始sar图像的任一像素位置的经纬度，可以在鼠标点击任意图像的有效地显示指定点的经纬度信息，有利于后续对图像内容的分析和记录。

进一步地，所述s2中还包括：在得到当前内存可存储的最大分辨率sar图像后，通过鼠标选择，在显示屏上显示指定图像像素的经纬度信息。

进一步地，所述s2中包括：根据用户设置的单张图像最大内存占用阈值，计算所述原始sar图像需要压缩的倍数并根据压缩倍数对所述原始sar图像进行压缩处理，得到当前内存可存储的最大分辨率sar图像。

上述进一步地有益效果：在用户给定的单张图像最大内存占用阈值，这样可以保证本发明的自适应是在有效最大内存中进行的，充分地利用了内存，保证能够得到最大的最大分辨率sar图像，又不会发生因内存不足，图像无法显示的现象。

本发明还涉及一种机载sar的实时成像显示系统，该系统包括：图像数据接收模块、图像自适应模块、图像滚动显示模块、图像缩放操作模块；

所述数据接收模块，其用于接收雷达生成的图像数据包并将图像数据包保存；

所述图像自适应模块，其用于将所述图像数据包进行解析，得到sar图像数据,同时将所述sar图像数据生成原始sar图像,对所述原始sar图像进行压缩处理，得到当前内存可存储的最大分辨率sar图像；

所述图像滚动显示模块，其用于对所述最大分辨率sar图像和历史的最大分辨率sar图像进行等比例缩小,分别得到缩小后的所述最大分辨率sar图像和缩小后的所述历史的最大分辨率sar图像，同时在设定的定时时间内根据当前滚动进度分别获取部分缩小后的所述最大分辨率sar图像和部分缩小后的所述历史的最大分辨率sar图像生成合成图像；

所述图像缩放操作模块，其用于当所述合成图像为缩小后的所述最大分辨率sar图像1时，对所述合成图像进行缩放和显示操作。

本发明的有益效果：通过上述的系统解决了传统方法中实时成像显示分辨率低、图像显示大小无法自适应、图像无法缩放的问题。实现了机载sar的实时成像显示，本发明中采用图像自适应生成和自适应显示的方法，在保证内存可用和实时显示的前提下，保留了sar图像的最高分辨率，实现了对高清sar图像的滚动显示和缩放查看。

进一步地，所述数据接收模块包括：数据接收单元、数据查询单元；

所述数据接收单元，其用于接收雷达生成的图像数据包并将所述图像数据包保存；

所述数据查询单元，其用于定时查询所述数据接收单元中是否保存所述图像数据包，若保存，则将保存的所述图像数据包发送到图像自适应模块，同时删除已发送的所述图像数据包，若没有保存，则所述数据接收单元重新接收雷达生成的图像数据包并将所述图像数据包保存。

上述进一步地有益效果：我们采用通信套接字方式接收图像数据包以及采用链表保存所述图像数据包，这样可以避免图像数据包在发送过程中的丢失，同时采用定时查询所述链表中是否保存所述图像数据包，当若保存，则将保存的所述图像数据包发送出去，同时删除已发送的所述图像数据包，这样是为了减少内存，节约数据存储的空间，减低内存的占用率，提高数据的处理速度。

进一步地，所述图像自适应模块包括：图像解析自适应单元、图像生成自适应单元、图像压缩自适应单元；

所述图像解析自适应单元，其用于将接收到的图像数据包进行解析，得到sar图像数据并所述sar图像数据保存；

所述图像生成自适应单元，其用于读取所述sar图像数据并根据所述sar图像数据生成原始sar图像；

所述图像压缩自适应单元，其用于对所述原始sar图像进行压缩处理，得到当前内存可显示的最大分辨率sar图像。

进一步地，所述图像滚动显示模块包括：图像缩小显示单元、图像滚动显示单元；

所述图像缩小显示单元，其用于对所述最大分辨率sar图像和历史的最大分辨率sar图像进行等比例缩小,分别得到缩小后的所述最大分辨率sar图像和所述历史的最大分辨率sar图像；

所述图像滚动显示单元，其用于在设定的定时时间内根据当前滚动进度分别获取部分缩小后的所述最大分辨率sar图像和部分缩小后的所述历史的最大分辨率sar图像生成合成图像。

进一步地，该系统还包括：定时模块，其用于在所述图像缩小显示单元将对所述最大分辨率sar图像和历史的最大分辨率sar图像进行等比例缩小，得到缩小后的所述最大分辨率sar图像和所述历史的最大分辨率sar图像后，定时模块设定定时时间，使得所述图像滚动显示单元在所述设定定时时间内根据当前滚动进度分别获取部分缩小后的所述最大分辨率sar图像和部分缩小后的所述历史的最大分辨率sar图像生成合成图像。

上述进一步地有益效果：通过设定定时时间，在每次操作中借助图像操作，图像能够很好地在设定时间内自适应地完成图像的滚动显示。

附图说明

图1为本发明的一种机载sar的实时成像显示方法的流程图；

图2为本发明的实施例1中合成图像(a)(b)(c)过程示意图；

图3为本发明的种机载sar的实时成像显示系统示意图.

附图：1、缩小后的所述最大分辨率sar图像；2、合成图像；3、缩小后的所述历史的最大分辨率sar图像。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1

如图1所示，本实施例1的一种机载sar的实时成像显示方法，该方法包括如下步骤：

s1，接收雷达生成的图像数据包并将所述图像数据包保存；

s2，将所述图像数据包进行解析，得到sar图像数据,同时将所述sar图像数据生成原始sar图像,对所述原始sar图像进行压缩处理，得到当前内存可存储的最大分辨率sar图像；

s3，同时对所述最大分辨率sar图像和历史的最大分辨率sar图像进行等比例缩小,分别得到缩小后的所述最大分辨率sar图像1和所述历史的最大分辨率sar图像，并在设定的定时时间内根据当前滚动进度分别获取部分缩小后的所述最大分辨率sar图像1和部分缩小后的所述历史的最大分辨率sar图像3生成合成图像2；

s4，当所述合成图像2为缩小后的所述最大分辨率sar图像1时，对所述合成图像2进行缩放和显示操作。

对上述的方法我们做出了下述的详细描述，在本实施例1中我们是先搭建一个雷达模拟系统，在系统中生成雷达的高分辨率sar图像数据，将所述高分辨率sar图像数据打包作为本实施例1中的方法输入，也就是本实施例1中s1，接收雷达生成的图像数据包并将所述图像数据包保存。

在接收到所述图像数据包后，我们再将图像数据包进行解析，解析后我们得到sar图像数据，然后同时我们将所述的sar图像数据生成原始sar图像，在生成原始sar图像后，我们再对所述原始sar图像进行压缩处理，我们就会得到在显示屏上的现实的当前内存可显示的最大分辨率sar图像。

例如：我们接收的原始sar图像是5000x5000的高分辨率的sar图像，但是我们的内存能够存储的是500x500的图像内存，我们需要对5000x5000的高分辨率的sar图像进行压缩，使得sar图像符合我们最大的内存存储空间，也就是当前内存可存储的最大分辨率sar图像。

在得到所述当前内存可存储的最大分辨率sar图像后，我们就将所述当前内存可存储的最大分辨率sar图像和历史的最大分辨率sar图像进行等比例缩小，我们就会得到缩小后的最大分辨率sar图像，在我们得到缩小后的最大分辨率sar图像之后，同时设定定时时间，我们在设定的定时时间内根据当前滚动进度分别获取部分缩小后的所述最大分辨率sar图像1和部分缩小后的所述历史的最大分辨率sar图像3生成合成图像2；

需要解析的是，本实施例1中的合成图像2的过程如图2过程(a)(b)(c)所示，图中实线框代表的是可显示最大分辨率的屏幕，虚线框1代表的是缩小后的所述最大分辨率sar图像，虚线框2代表的是缩小后的所述历史的最大分辨率sar图像，由于显示屏能够显示的最大分辨率是100x100的图像，所以我们需要对存储当前内存可存储的最大分辨率sar图像和历史的最大分辨率sar图像的500x500的图像进行等比例缩小，压缩成100x100的图像，再进行显示。在我们设定的定时时间内，根据当前滚动进度分别获取部分缩小后的所述最大分辨率sar图像1和部分缩小后的所述历史的最大分辨率sar图像3生成合成图像2。本实施例1中根据当前滚动的进度获取部分的意思是，比如：在显示屏上显示的是20％缩小后的所述最大分辨率sar图像1和80％部分缩小后的所述历史的最大分辨率sar图像3进行合成图像2，不断滚动的时候，合成图像2中缩小后的所述最大分辨率sar图像1所占用的比例会不断变大，而缩小后的所述历史的最大分辨率sar图像3所占的比例会不断缩小，一直到合成图像2中100％是缩小后的所述最大分辨率sar图像1，而缩小后的所述历史的最大分辨率sar图像3为0，并且把缩小后的所述历史的最大分辨率sar图像3删除掉。

其中特殊的是，在我们进行该方法的第一次的时候，并不存在历史的最大分辨率sar图像，因此，第一次的我们就将所述当前内存可存储的最大分辨率sar图像直接进行等比例缩小，在最后不用合成图像2，就直接在显示屏上显示出来。

当所述合成图像2为缩小后的所述最大分辨率sar图像1时，对所述合成图像2进行缩放和显示操作。

上述我们需要解析的是当所述合成图像2为缩小后的所述最大分辨率sar图像1时，此时的图像是100x100的图像，在显示屏上我们对这个缩小后的图像进行放大，图像放大时长和宽每次放大一倍，放大到该图像的最大分辨率为止，图像缩小时长和宽每次缩小一倍，缩小到屏幕自适应大小为止。

优选地，在本实施例1中所述s1中包括：

s11，利用通信套接字方式接收雷达生成的图像数据包；

s12，利用链表保存所述图像数据包；

s13，定时查询所述链表中是否保存所述图像数据包，若保存，则执行s2，同时删除所述图像数据包，若没有保存，则重新执行s11

在本实施例1我们为了避免所述图像数据包的丢失，设计了收数线程和查询线程，其中收数线程是利用通信套接字方式接收雷达生成的图像数据包；同时利用链表保存所述图像数据包；在保存完所述图像数据包后，我们采用查询线程定时查询所述链表中是否保存所述图像数据包，若保存，则将保存的所述图像数据包发送出去，执行s2，同时删除已发送的所述图像数据包，若没有保存，则重新执行s11。

优选地，在本实施例1中所述s2中，还包括：将所述图像数据包进行解析，得到sar图像数据以及sar图像参数信息；根据所述sar图像参数信息计算原始sar图像任一像素位置的经纬度。

我们需要进一步解析的是所述的sar图像参数信息包括：图像宽高参数信息、图像四角点经纬度参数信息。我们是根据得到的图像宽高参数信息和图像四角点经纬度参数信息计算原始sar图像任一像素位置的经纬度。我们得到这些参数信息是有利于后续我们对图像像素的分析，能够提高图像分析的精确度。

另外，在我们将所述图像数据包进行解析，得到sar图像数据,同时将所述sar图像数据生成原始sar图像,对所述原始sar图像进行压缩处理，我们也会计算所述原始sar图像的任一像素位置的经纬度，在得到所述当前内存可显示的最大分辨率sar图像后，通过鼠标选择，显示指定图像像素的经纬度信息。在获取sar图像中对应位置的经纬度信息，所述sar图像参数信息中包含了图像的四角点经纬度，利用双线性插值方法，可以计算得到图像中任意点的经纬度信息。

其中经纬度具体的计算公式如下：

首先，获得图像四个角点宽方向上的线性插值，通过公式(1)(2)(3)(4)进行计算。

其中，xtop和ytop分别为图像左上和右上角点在宽方向线性插值后的经度和纬度，xbottom和ybottom分别为图像左下和右下角点在宽方向线性插值后的经度和纬度，x0、x1、x2、x3分别为图像左上、右上、右下、左下四个角点的经度，y0、y1、y2、y3分别为图像左上、右上、右下、左下四个角点的纬度，x为计算点在图像中的宽，wpic为图像的宽。

然后，计算图像高方向上的线性插值，通过公式(5)(6)得到计算点的经纬度。

其中，x和y分别为计算点的经度和纬度，y为计算点在图像中的高，hpic为图像的高。

优选地，在本实施例1中所述s2中还包括：在得到当前内存可存储的最大分辨率sar图像后，通过鼠标选择，在显示屏上显示指定图像像素的经纬度信息。可以在鼠标点击任意图像的有效地显示指定点的经纬度信息，有利于后续对图像内容的分析和记录。

优选地，在本实施例1中所述s2中包括：根据用户设置的单张图像最大内存占用阈值，计算所述原始sar图像需要压缩的倍数并根据压缩倍数对所述原始sar图像进行压缩处理，得到当前内存可存储的最大分辨率sar图像。

我们对上述优选地进一步地详细解析，在我们将所述图像数据包进行解析，得到sar图像数据后，我们需要根据用户设置的单张图像最大内存占用阈值，计算所述原始sar图像需要压缩的倍数并根据压缩倍数对所述原始sar图像进行压缩处理得到当前内存可显示的最大分辨率sar图像。我们在用户给定的单张图像最大内存占用阈值，这样可以保证本发明的自适应是在有效最大内存中进行的，充分地利用了内存，保证能够得到最大的最大分辨率sar图像，又不会发生因内存不足，图像无法显示的现象。

实施例2

如图3所示，本实施例2中的一种机载sar的实时成像显示系统，该系统包括：图像数据接收模块、图像自适应模块、图像滚动显示模块、图像缩放操作模块；

所述数据接收模块，其用于接收雷达生成的图像数据包并将图像数据包保存；

所述图像自适应模块，其用于将所述图像数据包进行解析，得到sar图像数据,同时将所述sar图像数据生成原始sar图像,对所述原始sar图像进行压缩处理，得到当前内存可存储的最大分辨率sar图像；

所述图像滚动显示模块，其用于对所述最大分辨率sar图像和历史的最大分辨率sar图像进行等比例缩小,分别得到缩小后的所述最大分辨率sar图像1和缩小后的所述历史的最大分辨率sar图像3，同时在设定的定时时间内根据当前滚动进度分别获取部分缩小后的所述最大分辨率sar图像1和部分缩小后的所述历史的最大分辨率sar图像3生成合成图像2；

所述图像缩放操作模块，其用于当所述合成图像2为缩小后的所述最大分辨率sar图像1时，对所述合成图像2进行缩放和显示操作。

在本实施例2中我们通过上述的系统解决了传统方法中实时成像显示分辨率低、图像显示大小无法自适应、图像无法缩放的问题。实现了机载sar的实时成像显示，本发明中采用图像自适应生成和自适应显示的方法，在保证内存可用和实时显示的前提下，保留了sar图像的最高分辨率，实现了对高清sar图像的滚动显示和缩放查看。

优选地，所述数据接收模块包括：数据接收单元、数据查询单元；

所述数据接收单元，其用于接收雷达生成的图像数据包并将所述图像数据包保存；

所述数据查询单元，其用于定时查询所述数据接收单元中是否保存所述图像数据包，若保存，则将保存的所述图像数据包发送到图像自适应模块，同时删除已发送的所述图像数据包，若没有保存，则所述数据接收单元重新接收雷达生成的图像数据包并将所述图像数据包保存。

在本实施例2中我们为了避免所述图像数据包的丢失，设计了收数线程和查询线程，其中收数线程是利用通信套接字方式接收雷达生成的图像数据包；同时利用链表保存所述图像数据包；在保存完所述图像数据包后，我们采用查询线程定时查询所述链表中是否保存所述图像数据包，若保存，则将保存的所述图像数据包发送出去，同时删除已发送的所述图像数据包，若没有保存，则所述数据接收单元重新接收雷达生成的图像数据包并将所述图像数据包保存。

优选地，在本实施例2中所述图像自适应模块包括：图像解析自适应单元、图像生成自适应单元、图像压缩自适应单元；

所述图像解析自适应单元，其用于将接收到的图像数据包进行解析，得到sar图像数据并所述sar图像数据保存；

所述图像生成自适应单元，其用于读取所述sar图像数据并根据所述sar图像数据生成原始sar图像；

所述图像压缩自适应单元，其用于对所述原始sar图像进行压缩处理，得到当前内存可显示的最大分辨率sar图像。

优选地，在本实施例2中所述图像滚动显示模块包括：图像缩小显示单元、图像滚动显示单元；

所述图像缩小显示单元，其用于对所述最大分辨率sar图像和历史的最大分辨率sar图像进行等比例缩小,分别得到缩小后的所述最大分辨率sar图像1和所述历史的最大分辨率sar图像；

所述图像滚动显示单元，其用于在设定的定时时间内根据当前滚动进度分别获取部分缩小后的所述最大分辨率sar图像1和部分缩小后的所述历史的最大分辨率sar图像3生成合成图像2。

对上述优选地我们需要进一步地进行详细解析，在我们将所述图像数据包进行解析，得到sar图像数据后，我们需要根据用户设置的单张图像最大内存占用阈值，计算所述原始sar图像需要压缩的倍数并根据压缩倍数对所述原始sar图像进行压缩处理得到当前内存可显示的最大分辨率sar图像。我们在用户给定的单张图像最大内存占用阈值，这样可以保证本发明的自适应是在有效最大内存中进行的，充分地利用了内存，保证能够得到最大的最大分辨率sar图像，又不会发生因内存不足，图像无法显示的现象。

优选地，在本实施例2中该系统还包括：定时模块，其用于在所述图像缩小显示单元将对所述最大分辨率sar图像和历史的最大分辨率sar图像进行等比例缩小，得到缩小后的所述最大分辨率sar图像1和所述历史的最大分辨率sar图像后，定时模块设定定时时间，使得所述图像滚动显示单元在所述设定定时时间内根据当前滚动进度分别获取部分缩小后的所述最大分辨率sar图像1和部分缩小后的所述历史的最大分辨率sar图像3生成合成图像2。

在上述实施例1和实施例2中采用的图像操作，其中图像操作通过qt编程实现。qt是一种c++开发框架，代码支持跨平台，qt提供的图像操作类qimage能够实现图像数据的读取，缩放，旋转，拼接等操作。

在图像缩放操作模块中当图像的滚动切换显示完成后，可借助图像操作类对当前图像进行缩放和显示。其中当前图像是指图像的滚动切换显示完成后，当前图像为最后一次的合成图像2，图像自适应模块保存了sar图像的最大分辨率，图像放大时长和宽每次放大一倍，放大到该图像的最大分辨率为止。图像缩小时长和宽每次缩小一倍，缩小到屏幕自适应大小为止。

在本实施例1和实施例2中需要说明的是合成图像2本身就是屏幕自适应大小。在合成图像2完成图像的自动滚动切换显示后，最后显示的图像即为上述缩小后的最大分辨率sar图像。后续的放大缩小操作等同于对原始sar图像的缩放操作，最大放大到上述最大分辨率，最小缩小到屏幕自适应大小。

图像在滚动切换时，大小是屏幕自适应大小，当滚动完成后，新的图像就可以放大到最大分辨率大小进行查看。

在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。