残差点退化的统计费用网络流机载相位解缠算法

目的 相位解缠是InSAR干涉数据处理的关键步骤,而解缠不连续（即相位跳变）问题却普遍存在,尤其在机载InSAR系统中,由于数据的高分辨率,使得低矮地物如树木带在数据中表现为相位不一致,因而相位跳变问题更加显著。星载InSAR相位解缠广泛使用统计费用网络流（SNAPHU）算法^[1],借鉴其经验将SNAPHU算法引入高分辨机载InSAR相位解缠。而残差点退化方法能有效补偿局部相位不一致区域。因此本文提出一种结合残差点退化方法与SNAPHU算法的高分辨率机载InSAR相位解缠算法。方法 将原始InSAR数据滤波且去除平地相位,再对其进行残差点退化处理。残差点退化包含残差点定位,及残差点补偿两部分。根据残差点及其邻域像元的性质,对残差点进行补偿使其退化为非残差点,不断迭代这一过程,以减少图像中的残差点,优化局部数据。根据机载InSAR系统定标参数,修正SNAPHU算法中的参数及几何模型,使用修正后算法进行相位解缠。结果 利用2011年四川江油地区的单轨双天线X波段机载InSAR数据进行了试验,试验结果表明,在相位不一致,相干性低的连续树木带区域,该算法显著缩小了解缠相位不连续区域,修正了大面积的相位跳变。结论 验证了残差点退化方法结合统计费用网络流算法可有效解决解缠相位大面积跳变问题,且对噪声具有鲁棒性。     

基于中性残差点集的干涉SAR相位解缠算法

相位解缠是合成孔径雷达干涉测量数据处理的关键性步骤之一.在分析Goldstein枝切法和残差点位置的基础上,提出了一种改进的相位解缠算法.首先采用4点环路积分识别残差点,在邻近偶极子对残差预处理后,将剩下所有残差点分成若干个总电荷平衡的中性点集.然后采用普里姆算法对各中性残差点集依次处理,获得相应的最小代价生成树,全部最小代价生成树的边就是相位解缠所需的枝切线.最后,采用真实干涉SAR数据,分别利用本文方法和Goldstein法做了相位解缠实验.通过枝切线总长度和未解缠象素数量两项性能指标对比,证明了改进算法的有效性.     

基于ALOS极化干涉SAR数据的DEM提取方法研究

极化干涉理论的发展以及全极化卫星的发射,为极化干涉的研究应用提供了广阔的发展空间,开展极化干涉SAR提取DEM的研究对于解决单极化干涉SAR在植被覆盖区DEM提取精度较低的问题具有重要意义。基于山东泰安地区的一对ALOS PALSAR全极化干涉数据,利用相干性最优方法和最大化相位中心分离的方法获取极化干涉信息,并通过对优化后干涉信息的滤波、解缠、基线精确估计等处理来提取DEM,最后将相干优化的结果与传统HH、HV、VV单极化干涉结果进行对比分析。结果表明:优化方法较单极化干涉方法可以有效降低干涉图的噪声,减少相位解缠的残差点,提高解缠相位的质量,并且不同优化方法之间还存在一定差异,数值半径方法获取的DEM精度要好于其他两种优化方法;通过等值线-Goldstein二级干涉SAR滤波方法可进一步提高单极化和优化干涉图的质量,降低残差点,提高相位质量,在水体覆盖的区域通过滤波窗口的设置可以很好地改善DEM的精度。     

数字全变差向量滤波与相位解缠

分析了"噪声"对合成孔径雷达干涉(InSAR)测量中相位解缠的影响,介绍了SAR影像相干斑噪声的固有性、特殊性以及通常的滤波处理方法.基于连续的各向异性扩散偏微分方程图象处理模型,提出适合于干涉图(mterferogram)和干涉相位条纹图(phase fringe)数字全变差滤波(DTVF)模型.计算分析表明滤波处理极大减少了干涉相位条纹图的残差点,降低设置枝切线的复杂性,在保证解缠质量前提下,提高了大幅图象相位解缠可行性.     

基于GAUNet的深度学习相位解缠方法

提出了一种基于全局注意力上采样网络的相位解缠方法。首先，结合全局注意力上采样机制和PU-M-Net,对不同噪声量级的干涉图进行解缠。其中，全局注意力上采样机制有效利用高级特征信息为低级特征图提供加权指导以减少高级特征与低级特征之间语义条纹信息的差距；PU-M-Net所采用的跳跃连接促进了相位细节信息和语义条纹信息的有效融合。其次，利用噪声量级评估系统对干涉图进行噪声等级划分，构建不同噪声量级的数据集对网络模型进行训练，使完成训练后的网络可有效处理不同噪声量级干涉图的相位解缠问题。最后，将待解缠干涉图匹配至相应噪声量级的解缠网络进行解缠。模拟和实测干涉图相位解缠实验验证了该方法的有效性。     

一种最短分割路径的相位解缠算法

用中国广东地区的DEM数据和ENVISAT-ASAR参数,按SAR成像机理和双尺度粗糙面散射计算构造SLC数据,通过按比例变更DEM的起伏程度造成具有不同的起伏高度和阴影,进而构造了多景不同残差点数量的相干数据。该数据能够有效的估评检验各种InSAR解缠算法,有助于分析实际图像阴影对InSAR反演DEM误差的影响。在路径跟踪的解缠算法中,路径越短解缠效果越好。提出了一种路径跟踪的相位解缠算法,其利用蚁群算法求解连接残差点的最短路径,然后对该路径进行了分割,生成连接相邻异性的残差点对的分割路径,能够在解缠过程中避免出现“解缠孤岛”现象。将该算法分别应用于多景仿真SLC数据的相干图像和ENVISAT-ASAR伊朗Bam地区的InSAR图像,并与其它几种解缠算法作了比较。数据实验结果表明:该算法可有效的应用于各种复杂地形的InSAR图像的相位解缠,与其它解缠方法相比,具有一定的优越性。     

高效UKF相位解缠算法北大核心CSCD

针对传统的无味卡尔曼滤波相位解缠算法解缠精度和解缠效率难以平衡的问题,提出一种高效无味卡尔曼滤波(unscented Kalman filter,UKF)相位解缠算法。首先,根据干涉图生成相应的枝切线分布图;其次,利用二阶差分函数计算干涉图中各像元的二值化质量权值矩阵;然后,由枝切线分布图以及二值化质量权值矩阵生成可靠性掩模图,该可靠性掩模图将干涉图分为权值为“1”的高质量像元(非枝切线上的二值化质量权值为“1”的像元)、权值为“0”的低质量像元(枝切线上的像元、二值化质量权值为“0”的像元以及枝切线围成的闭环区域中的像元)两部分;最后,由可靠性掩模图确定解缠路径,先利用UKF相位解缠程序按照像元扩散策略解缠高质量像元,余下未解缠像元根据已解缠像元信息,利用UKF相位解缠程序按照行(或列)的方式进行解缠。模拟数据及实测数据实验结果表明,该算法能够高效与稳健地处理干涉图的相位解缠问题。     

优化的区域增长InSAR相位解缠算法

在区域增长的干涉合成孔径雷达（InSAR）相位解缠算法中,种子的选择和种子相位值的确定是之一.本文研究了优化的区域增长2维相位解缠方法,包括合适的种子选取和种子相位值的优化处理,提出了将干涉相位图中相位跳变导致的边缘曲线作为种子,通过分析边缘曲线之间的相邻关系,基于遗传算法优化种子的相位值.仿真结果表明,该算法的计算量与干涉相位图的像素点数成近似线性关系,同时由于该算法属于局部算法,可以通过并行处理进一步提高计算效率.优化的区域增长2维相位解缠算法与其他2维相位解缠算法相比较,其解缠后的相位条纹与原始干涉相位图相位条纹的一致性非常好.该算法的处理结果与最小成本网络流相位解缠法相当,但其计算量却远远小于最小成本网络流相位解缠法的计算量.     

相位解缠枝切法中的枝切线设置的优化

在合成孔径雷达干涉测量中,相位解缠是处理insar数据的关键步骤之一.Glodstein枝切法是较为经典的一种相位解缠方法,思路明确实现简单,是其他积分路径方法的基础和依据,但是在枝切线的设置方法上存在很多的分歧,并且形成的枝切线容易形成大范围的封闭区域,影响正常解缠.本文就是通过对残差点的特点深入分析.在如实地还原了Glodstein枝切法的基础上.并对其算法中的"最大窗口"和"查找顺序"等问题提出了合理的解决方法,通过连接偶板子,增加了算法的预处理,最终优化了枝切线设置,从而达到更良好的解缠效果.     

相位分块与拟合法结合的InSAR相位解缠算法

为进一步提高InSAR干涉图的解缠效果,提出了针对InSAR干涉图的相位分块与拟合法结合的相位解缠算法。该算法将获得的相位图分为多个相位区间块,块内相位值都在给定的相位区间内,将像素个数大于等于给定阈值的块归类为正常块,小于给定阈值的块归类为残余像素块;然后利用拟合法依次进行正常块间的相位解缠绕和残余像素的相位解缠绕,通过合并解缠后的块得到最终的解缠结果。为验证算法的适用性,采用模拟数据和实测数据进行实验处理,以均方根误差和算法运行时间作为评价指标,将此算法与传统的Goldstein枝切法、质量图引导法、四向剪切最小二乘法进行比较。结果表明,本文算法的噪声鲁棒性更好,解缠结果更为准确。     

Cloud detection in Landsat imagery of ice sheets using shadow matching technique and automatic normalized difference snow index threshold value decision

This work presents a new algorithm designed to detect clouds in satellite visible and infrared (IR) imagery of ice sheets. The approach identifies possible cloud pixels through the use of the normalized difference snow index (NDSI). Possible cloud pixels are grown into regions and edges are determined. Possible cloud edges are then matched with possible cloud shadow regions using knowledge of the solar illumination azimuth. A scoring index quantifies the quality of each match resulting in a classified image. The best value of the NDSI threshold is shown to vary significantly, forcing the algorithm to be iterated through many threshold values. Computational efficiency is achieved by using sub-sampled images with only minor degradation in cloud-detection performance. The algorithm detects all clouds in each of eight test Landsat-7 images and makes no incorrect cloud classifications.     

结合层次结构和直方图平移的无损数据隐藏

针对现有基于差值直方图方法利用原始图像结构关系上的不足,提出了一种基于层次结构和差值直方图平移的无损数据隐藏方法RDH-HSDHS。RDH-HSDHS利用原始图像数据块中像素的差值形成直方图,充分利用图像中相邻像素间的相关性嵌入数据,为了进一步利用数据块中的参考像素进行数据嵌入,将参考像素组成新的图像进行下一层水印嵌入,直到当前层的嵌入容量小于解码所需的附加信息的长度或隐秘图像质量小于给定阈值。实验仿真结果表明,RDH-HSDHS能较好利用原始图像的全局和局部特性,在嵌入容量和隐秘图像质量之间达到较好的折中,在隐秘图像质量超过30 dB的同时,嵌入容量大于0.75 bit/pixel。另外,与相似方法的性能比较证明了提出方法的优势。该方法能有效应用于高质量需求的图像载体中进行信息隐藏。     

基于距离加权的自适应字线分离算法

提出一种基于距离加权的自适应字线分离算法。应用一定的启发式规则，计算表格线上像素点的权值，将权值与阈值相比较来判断该点是否为字符上的点，其中权值和阈值根据具体表格自动确定。该算法与表格线检测方法无关，且易于实现。实验结果表明，可以很好地处理字线交叠问题，提高了表格识别的正确率。     

Image segmentation by pixel classification

A fast boundary finding algorithm is presented which works without threshold operation and without any interactive control. The procedure can be described as a hierarchical two-step algorithm. In the first step the image is divided into two disjunct regions, one of them including the whole object of interest.In the second step the problem of boundary finding is suggested as a classification problem, which means that for any pixel a four-dimensional feature vector is computed which allows classification of pixels into contour elements and any other pixels.The algorithm was tested on several thousand cell images and can be easily adapted to other problems by modification of a set of parameters.     

导向滤波的高光去除改进算法

为了解决传统的高光去除方法在去除图像高光时黑色像素点褪色、边缘和纹理缺失、产生伪影效应的问题,提出了一种导向滤波的高光去除改进算法。该算法通过设置第一阈值分离出图像中的黑色像素和其他像素,并采用不同方法分别估算黑色像素和其他像素的最大漫反射色度,避免黑色像素点发生褪色;利用导向滤波器对最大色度图进行了平滑处理,避免了伪影效应;在分离漫反射分量过程中,根据分母与第二阈值的关系,将滤波后图像中的像素点划分为两类,并对不同类别的像素点采用不同方法实现漫反射分量的分离,避免了分母为0导致错误分离。根据实验结果,该算法相比于传统算法,在防止黑色像素褪色、保留图像边缘和纹理信息、避免伪影方面均表现出优势。     

自适应偏心窗口平滑滤波图像修复

提出一种自适应平滑滤波数字图像修复新算法,采用变动中心的非线性平滑滤波算子,克服了固定中心点算子产生的边缘模糊问题。为了兼顾处理效果和计算效率,根据待修复的像素是位于图像平滑区还是边缘突变区,自适应地切换处理方法。实验表明,该算法对2种类型的像素均能取得较好的修复效果。提出用“分块校验和”方法在需要保护的图像中嵌入脆弱数字水印,一旦图像受损,即可精确得到损坏像素的定位模板,在修复中不再需要人工干预。     

Camshift算法中搜索区域像素筛选的研究与改进

近年来Camshift由于具有对目标形变不敏感,实时性好等特点而倍受青睐。然而传统的camshift算法仍存在一些缺陷,由于图像质量等原因,需要对目标区域的像素进行选取,以消除这一干扰对生成的颜色直方图带来的误差,本文提出了对搜索窗口大小的调整设置保护措施以及采用自适应筛选阈值的方法防止上述问题。通过实验对比,相比于传统camshift算法,改进的cam-shift算法在对目标跟踪的稳定性和准确性方面有明显的提高,对背景的适应能力更强。     

消除椒盐噪声的改进滤波算法

数字图像在采集、传输等过程中会产生椒盐噪声。传统滤波算法在高噪声率情况下,很难对图像进行有效处理。该文在极值中值滤波的基础上,提出一种具有精确噪声点检测步骤的滤波算法,通过设定阈值并考虑相邻像素的相关性来区分噪声点和信号点,提高滤波精度。实验表明该算法在滤除噪声并保护图像细节方面比其他算法有较大提高,在严重噪声污染情况下,对图像的恢复也有较好效果。     

改进的图谱理论阈值分割方法

针对现有的基于归一化的图谱理论阈值分割算法的权值计算公式没有充分考虑像素点的关联,在图像含有弱边界时很难得到真实解,导致图像细节分割不理想的问题,本算法首先使用高斯混合模型构造新的约束条件引入到权值计算中,使得权值计算充分地考虑像素点之间的关联。在计算图谱划分测度前,本算法通过高斯混合模型的均值参数自适应确定门限值的分布区间,较大地提高了图谱划分测度计算的效率。实验结果表明,相对于现有的基于归一化的图谱理论的阈值分割方法,本文算法具有较好的分割效果,可以保留图像更多细节。     

基于AVS编码的帧间宏块模式选择快速算法

根据人眼对图像内容边缘比较敏感的特点,针对宏块内水平方向或垂直方向边缘点的个数及边缘的总数选择宏块分割模式。对于边缘点的选择根据仿生学中人眼视觉对比敏感度,提出了新的边缘处像素点的亮度自适应选取阈值的模型,并根据此算法提出了SAD和Rdcost门限准则。将算法应用到AVS的编码过程,实验效果表明,在保证视觉效果的同时,提高了帧间预测的速度及整个视频编码的速度,整个编码速度提高了53%。