作者：北京航空航天大學(xué)電子工程系（100083） 李春升 燕 英 陳 杰 周蔭清 來源：《電子技術(shù)應(yīng)用 》

基于idl的sar圖像處理及質(zhì)量評(píng)估系統(tǒng) 摘 要： 主要介紹科學(xué)計(jì)算可視化idl的基本組成和特點(diǎn)，并將idl的人機(jī)交互、信號(hào)處理、可視化和開放式接口等強(qiáng)大功能應(yīng)用于sar圖象處理和質(zhì)量評(píng)估系統(tǒng)，通過圖形用戶界面使用戶只需進(jìn)行簡單的系統(tǒng)操作就可以得到詳盡、直觀的處理和評(píng)估結(jié)果。

關(guān)鍵詞： idl（interactive data language) 軟件工程 合成孔徑雷達(dá) 圖象處理

科學(xué)計(jì)算可視化是八十年代后期由美國科學(xué)家提出并發(fā)展的一門新興邊緣技術(shù)，它將科學(xué)計(jì)算過程中及計(jì)算結(jié)果所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成圖形或圖象信息，并可進(jìn)行交互式分析，成為信息爆炸時(shí)代人類分析和駕馭信息的有力工具。由美國rsi公司開發(fā)的idl（interactive data language）第四代科學(xué)計(jì)算可視化語言具有開放性、高維分析能力、科學(xué)計(jì)算能力、實(shí)用性及可視化分析為一體的特點(diǎn)，集成了所有科學(xué)計(jì)算環(huán)境中所需要的工具，使用戶可以對(duì)任意科學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化分析。許多用戶不僅利用idl進(jìn)行課題研究，而且形成了一批商業(yè)應(yīng)用軟件，例如遙感專業(yè)圖象分析軟件envi、合成孔徑雷達(dá)（sar）數(shù)據(jù)地形校正商業(yè)軟件3-d sar ground station等。本文主要介紹基于idl的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及開發(fā)的sar圖象處理和質(zhì)量評(píng)估系統(tǒng)。系統(tǒng)利用idl的人機(jī)交互、信號(hào)處理、可視化和開放式接口等強(qiáng)大功能，集成了sar圖象處理和質(zhì)量評(píng)估中所需的大部分功能與操作。

１ idl 的組成及特點(diǎn)

idl由以下幾個(gè)基本軟件包組成：

1.1 信號(hào)處理與圖象處理

信號(hào)處理作為一門應(yīng)用廣泛的技術(shù)，在現(xiàn)代數(shù)據(jù)處理中占有非常重要的地位。idl發(fā)展了一個(gè)非常完善的信號(hào)處理軟件包，它不僅包括大量頻域信號(hào)分析方法（如：1～7維fft、頻域?yàn)V波及分析、多種高維卷積、波譜分析、復(fù)空間極點(diǎn)分析等）還有大量空間域分析及處理方法（如：形態(tài)分析、空間濾波、邊緣提取、波形分析、空間變換等）和時(shí)間域分析（如：時(shí)間序列分析、小波變換及分析（152個(gè)功能）、信號(hào)編輯等）。作為特殊的信號(hào)處理，圖象處理也成為這個(gè)軟件包的主要功能，它除了通用信號(hào)處理的方法外，還有如彩色空間變換、真彩色—假彩色變換、直方圖統(tǒng)計(jì)及分析、放大及平移各種地理分析及多項(xiàng)式扭曲等大量圖象處理的特有功能。這個(gè)軟件包為用戶提供了一個(gè)強(qiáng)有力的信號(hào)及圖象分析工具。

1.2 可視化軟件包

idl的可視化由兩部分組成，一是二維可視化，它包括多種曲面生成方法，曲面擬合方法，曲面平滑方法，權(quán)重曲面生成法，一維及二維數(shù)據(jù)顯示，多數(shù)據(jù)疊合，矢量數(shù)據(jù)顯示等。另一個(gè)非常重要的部分是三維及高維數(shù)據(jù)可視化，它的主要功能有三維顯示、三維動(dòng)畫（利用opengl），三維實(shí)體分析及可視化，四維數(shù)據(jù)顯示及分析，實(shí)時(shí)規(guī)則與非規(guī)則網(wǎng)格生成，z-buffered圖形及實(shí)體等值分析及顯示等。

1.3 數(shù)學(xué)分析軟件包

數(shù)學(xué)分析是科學(xué)計(jì)算可視化的基礎(chǔ)，因此idl具有極強(qiáng)的數(shù)據(jù)分析能力。它包括：積分（十多種積分方法）、特征向量空間分析系統(tǒng)、線性系統(tǒng)、空余線性系統(tǒng)、非線性系統(tǒng)、多種求值方法、多維優(yōu)化系統(tǒng)、相關(guān)分析及回歸預(yù)測系統(tǒng)、模型分析及檢測系統(tǒng)、高維檢值等。

1.4 地圖投影及轉(zhuǎn)換軟件包

idl對(duì)地理的重視反映在它的獨(dú)特的地圖投影軟件包中，其中它不僅包含了幾乎所有的地圖投影公式及模型，而且可以全部可視化（以圖形和高分辨率圖象顯示），它可以對(duì)任何圖象數(shù)據(jù)進(jìn)行地圖投影的校正及投影之間的轉(zhuǎn)換，使地球科學(xué)的用戶可以很容易地實(shí)現(xiàn)自己的功能。

1.5 圖象界面工具軟件包

作為一個(gè)可視化語言，用戶圖形界面（gui）的強(qiáng)大與否直接決定了其應(yīng)用的質(zhì)量。idl提供了一個(gè)強(qiáng)有力的gui（graphical user interfaces），它包括數(shù)十種用戶工具，如三維飛行工具、動(dòng)畫工具、注冊(cè)工具、bitmap編輯工具、彩色表的編輯與應(yīng)用、界面及菜單生成工具、實(shí)體分析工具等。

1.6 開發(fā)及編輯工具

為了使用戶更容易地用來進(jìn)行軟件開發(fā)，idl不僅為用戶建立了可視化編程的環(huán)境ide，同時(shí)為用戶提供了大量的編程工具。

1.7 odbc數(shù)據(jù)庫接口

idl開發(fā)了通用odbc接口，使得用戶不僅可以對(duì)數(shù)據(jù)做可視化分析，而且可以對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，這是可視化軟件發(fā)展的必然趨勢。

此外，從idl5.0版開始，idl改變了舊有的編程結(jié)構(gòu)，采用了面向?qū)ο蟮木幊谭椒�，提供了新的面向�(qū)ο蟮膱D形模型結(jié)構(gòu)，使用戶