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Complex-Valued Autoencoder-based Neural Data Compression for SAR Raw Data

Asiyabi, Reza Mohammadi und Datcu, Mihai und Anghel, Andrei und Focsa, Adrian und Martone, Michele und Rizzoli, Paola und Imbembo, Ernesto (2025) Complex-Valued Autoencoder-based Neural Data Compression for SAR Raw Data. IEEE Journal of Selected Topics in Signal Processing. IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers. doi: 10.1109/JSTSP.2025.3558651. ISSN 1932-4553.

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Kurzfassung

Recent advances in Synthetic Aperture Radar (SAR) sensors and innovative advanced imagery techniques have enabled SAR systems to acquire very high-resolution images with wide swaths, large bandwidth and in multiple polarization channels. The improvements of the SAR system capabilities also imply a significant increase in SAR data acquisition rates, such that efficient and effective compression methods become necessary. The compression of SAR raw data plays a crucial role in addressing the challenges posed by downlink and memory limitations onboard the SAR satellites and directly affects the quality of the generated SAR image. Neural data compression techniques using deep models have attracted many interests for natural image compression tasks and demonstrated promising results. In this study, neural data compression is extended into the complex domain to develop a Complex-Valued (CV) autoencoder-based data compression for SAR raw data. To this end, the basic fundamentals of data compression and Rate-Distortion (RD) theory are reviewed, well known data compression methods, Block Adaptive Quantization (BAQ) and JPEG2000 methods, are implemented and tested for SAR raw data compression, and a neural data compression based on CV autoencoders is developed for SAR raw data. Furthermore, since the available Sentinel-1 SAR raw products are already compressed with Flexible Dynamic BAQ (FDBAQ), an adaptation procedure applied to the decoded SAR raw data to generate SAR raw data with quasi-uniform quantization that resemble the statistics of the uncompressed SAR raw data onboard the satellites.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/218631/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Complex-Valued Autoencoder-based Neural Data Compression for SAR Raw Data
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Asiyabi, Reza MohammadiUniversity POLITEHNICA of BucharestNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datcu, MihaiMihai.Datcu (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Anghel, AndreiUniversity Politehnica BucharestNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Focsa, AdrianUniversityPolitehnica of BucharestNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Martone, MicheleMichele.Martone (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-4601-6599NICHT SPEZIFIZIERT
Rizzoli, PaolaPaola.Rizzoli (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-9118-2732NICHT SPEZIFIZIERT
Imbembo, ErnestoErnesto.Imbembo (at) esa.intNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2025
Erschienen in:IEEE Journal of Selected Topics in Signal Processing
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1109/JSTSP.2025.3558651
Verlag:IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers
ISSN:1932-4553
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Data compression, neural data compression, SAR raw data quantization
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Erdbeobachtung
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R EO - Erdbeobachtung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - AI4SAR
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Hochfrequenztechnik und Radarsysteme
Institut für Hochfrequenztechnik und Radarsysteme > Satelliten-SAR-Systeme
Hinterlegt von: Rizzoli, Paola
Hinterlegt am:12 Nov 2025 18:23
Letzte Änderung:14 Nov 2025 12:54

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