插值查找表：實(shí)現DSP功能的簡(jiǎn)便方法

　　斑點(diǎn)噪聲消除

　　跟蹤高速運動(dòng)系統的目標物體(比如導彈)是一項極富挑戰性的工作，需要非常復雜的DSP算法以及諸如合成孔徑雷達(SAR)等各種不同類(lèi)型的探測介質(zhì)。作為典型的相干電磁源(如激光)，SAR成像器件也受斑點(diǎn)噪聲的影響。因此，任何基于SAR的DSP鏈的第一級都是二維(2D)自適應FIR濾波器，用以降低這種噪聲(但不可能完全消除)。

　　斑點(diǎn)噪聲是一種倍增噪聲，呈指數分布，完全由其方差值σ決定。因此，廣泛使用的抗斑點(diǎn)噪聲的方法就是Frost濾波器(由發(fā)明者V.S.Frost的名字命名而來(lái))。在一個(gè)3x3的矩陣中，可以用下列公式進(jìn)行建模：

　　其中xij和yij分別代表Frost濾波器的輸入和輸出采樣。K是控制濾波強度的增益系數(為方便起見(jiàn)，下面假定K=1)，m1和s分別是2D內核的平均值和方差值，Tij是中心輸出像素(系數ij=22)及所有周邊像素的距離矩陣。下面的等式說(shuō)明實(shí)施這個(gè)濾波器的關(guān)鍵因素是R1，即3×3矩陣中的一階m1和二階m2之間的比值：

　　R1的取值范圍在0和1之間。根據實(shí)驗發(fā)現要取得良好的數值精度，R1可以使用16位至20位二進(jìn)制數來(lái)表示。

　　我在system Generator for DSP中設計R1計算步驟后，我決定通過(guò)內插LUT來(lái)實(shí)施濾波系數的歸一化。LUT的內容以下列MATLAB代碼表示：

　　圖6顯示的是歸一化后的系數沿R1輸入信號分布的曲線(xiàn)。這里只有三條曲線(xiàn)，因為T(mén)ij矩陣在系數ij=22的中心像素周?chē)蕦ΨQ(chēng)分布。根據曲線(xiàn)，與純浮點(diǎn)參考模型相比，數值結果顯示信噪比介于81.28至83.38dB之間。

　　簡(jiǎn)言之，這些例子說(shuō)明插值查找表是實(shí)施賽靈思FPGA的DSP功能的簡(jiǎn)便而強大的方法。插值查找表可幫助您在保持空間占用相對較低的情況下實(shí)現極高數值精度(SNR)和高數據速率。