基于快速局部频率估计和量化跟踪的UKF 相位展开算法

针对传统的无味卡尔曼相位展开算法效率和精度之间存在矛盾的问题,提出一种快速局部频率估计算法与量化质量图跟踪策略相结合的无味卡尔曼滤波(UKF)高效算法。快速局部频率估计算法首先利用二维傅里叶变换粗略计算出局部窗口内的复相位频谱的谱峰位置;然后,以谱峰为中心利用二维离散时间傅里叶变换快速算法计算出谱峰的精确位置,进而精确地获取局部频率值,得到UKF 相位展开系统模型所需的相位梯度估计值;最后,将UKF 算法与量化质量图跟踪策略相结合,利用量化质量图引导UKF 相位展开,进一步提高展开的效率。仿真实验验证了方法的有效性。     

条纹频率分析的相位展开方法在InSAR中的应用

对InSAR干涉条纹图的形成进行了研究,基于星载InSAR的空间几何关系及雷达成像的特点给出了InSAR的干涉图模拟模型和计算公式。将条纹频率分析的相位展开方法应用于我们给出的干涉图模型,得到了很好的相位展开结果。条纹频率分析产生可靠性模板,基于该模板的排序算法将误差范围控制在局部最小的区域。     

改进的相位展开算法及其在瞬时频率估计中的应用

 研究了一种改进的相位展开算法及其在瞬时频率估计中的应用.首先讨论了噪声对相位展开的影响,发现当每个周期内的样本数为2个样本时相位展开具有最佳的性能;接着利用这个性质得到一种简单的相位展开算法,可以在较低信噪比条件下估计出信号的瞬时相位;随后把相位展开算法应用于正弦波频率估计,得到了改进的相位平均法,利用它可以在较低信噪比条件下得到宽带信号的瞬时频率曲线;最后通过MATLAB仿真对算法进行验证.     

一种新的干涉相位图局部自适应滤波方法

为了有效提高对InSAR干涉相位噪声的抑制性能并充分保持干涉相位图细节信息,该文提出一种基于局部地形相位补偿和各向异性高斯滤波函数(AGF)的自适应复相位滤波方法。该方法首先利用局部频率估计方法补偿地形相位,以便于消除局部地形相位对滤波窗口内干涉相位的不利影响。然后,构造了尺度和方向自适应的AGF,并对同分布样本进行局部加权的方向滤波。这里,AGF尺度随相干系数等级自适应变化:在低相干区域,采用的大尺度AGF能够充分地抑制相位噪声;在高相干区域,采用的小尺度AGF能更好地保持相位细节信息。AGF方向根据最大加权相干积累准则确定,以选取同分布的滤波样本估计中心像素相位值。实验结果表明,与多种滤波方法相比,该文方法在减少干涉相位图残点和保持条纹边缘等方面均具有更好的性能。     

多频干涉SAR局部条纹频率估计方法

多频干涉SAR技术作为传统干涉SAR技术的扩展,可以实现对陡峭地形高程的精确提取。多频干涉SAR数据融合实现陡峭地形高程重建的前提是获取各独立观测频点高质量的干涉相位图。本文将传统InSAR技术中基于最大似然的局部条纹频率估计方法扩展为多频InSAR的情况,解决了传统方法估计结果易受相位噪声的问题,并将条纹频率估计结果用于辅助相位滤波。计算机仿真实验验证了本文方法的有效性,提升了干涉相位图的生成质量。      

条纹图像瞬时频率的估计及其在相位展开中的应用

相位法是采用正弦投影光和移相技术的一种非接触测量方法。其中的关键总是是从主值相位恢复绝对相位,即相位展开问题。这是一个不适定问题。国内外的研究者进行了大量的研究工作,至今尚无满意的一般解决方法。本文利用相位法条纹图像的纹理特性,利用多频道Ｇａｂｏｒ小波滤波估计条纹图像的瞬时频率。通过检测瞬时频率幅值和方向的不连续来定位条纹纹理的边界,从而把相位场分割为一致的一区域。     

一种基于UPF的干涉SAR相位展开方法

提出一种不敏粒子滤波的相位展开方法.该方法是不敏粒子滤波器与路径跟踪策略以及全方位的局部相位梯度估计相结合的结果,不受模型噪声统计特性和线性条件约束,同时完成噪声消除和相位展开;利用不敏卡尔曼滤波器来进行粒子更新,使重要密度函数能够融入最新观测信息和更加符合真实状态的后验概率分布,从而提高了相位展开精度与效率.仿真和实...     

一种改进的基于干涉相位的基线估计方法

该文研究了基于干涉相位的基线估计方法,对原有基于干涉相位傅里叶变换的算法从4个方面进行了改进。提出了精确计算干涉相位瞬时频率的方法;指出了干涉相位样本区域分布原则,能够有效改善采用最小二乘拟合方法时方程的病态性;提出了能够有效剔除干涉相位噪声较大及地形变化剧烈区域对估计精度影响的定量化样本区域选取准则;通过计算差分干涉相位迭代求解优化估计精度。利用改进算法对双天线干涉和重轨干涉数据进行了基线估计,结果表明该文算法相比原有算法鲁棒性和精度都大大提高,适合机载重轨干涉SAR的基线估计。     

一种新的InSAR合成相位展开算法

提出一种新的InSAR二维相位展开方法。该合成算法充分利用了枝切法和有限元方法的优点。方法的核心是确定相位可靠区域与不可靠区域,有效避免了相位误差从不可靠区域向可靠区域的传递,保证了可靠区域相位展开结果的精度,较大程度上提高了整体的相位展开结果精度。仿真数据实验结果验证了这种合成算法的有效性。     

一种基于枝切法和有限元法的干涉SAR合成相位展开方法

该文提出了一种基于枝切法和有限元法的干涉SAR相位图展开方法。该方法针对不同质量的相位区域采用不同的方法:首先利用枝切法准确性高和一致性好的特点,使用该方法展开面积最大的一块缠绕相位区域;然后在较好的边值条件下利用最小二乘意义下的有限元法求解剩余区域的展开相位。仿真和实测数据处理结果表明,该方法很好地克服了枝切法不能得到完整解和最小二乘法对于相位坡度欠估计的缺点,且与其它方法相比具有较高的精度。     

光学条纹图有效复原相位的获取

根据混合模板技术进行光学条纹相位复原，并根据复原相位相邻相位差和光学条纹的固有物理间断区切除复原相位中的无效象素，从而获得一幅没有无效象素的复原相位图。实验结果证明了这一方法的可行性     

可靠性排序在InSAR相位展开中的应用

提出一种基于可靠性排序的相位展开算法。这种算法的关键是选择相干图来标识相位数据的可靠性,相位展开的路径由相干图导向。阐述了可靠性排序测量的基本原理,讨论了算法设计和流程图,针对干涉合成孔径雷达(InSAR)获得的数据进行了相位展开处理,得出了较为理想的结果。实验表明,相位展开的路径总是沿着具有较高可靠性的像素到较低可靠性的像素．所以在最坏的情况下误差也被限制在局部最小区域。     

可靠度导引的相位解包裹算法

设计实现了基于可靠度导引的相位解包裹算法。该算法首先在像素可靠度的基础上计算邻接线可靠度,然后根据邻接线可靠度的高低规划解包裹路径。仿真和实测结果表明,该算法可以有效避免误差扩散引起的拉线现象,提高解包裹相位的可靠性。     

Hierarchical network flow phase unwrapping

The well-studied interferometric synthetic aperture radar (InSAR) problem for digital elevation map generation involves the derivation of topography from the radar phase. The topography is a function of the full phase, whereas the measured phase is known modulo 2/spl pi/, necessitating the process of recovering full phase values via phase unwrapping. This mathematical process becomes difficult through the presence of noise and phase discontinuities. This paper is motivated by research which models phase unwrapping as a network-flow minimization problem. A major limitation is that often a substantial computational effort is required to find solutions. Commonly, these phase images are huge (/spl Gt/10 million pixels), and obviously the sheer size of the problem itself makes phase unwrapping challenging. This paper addresses the development of a computationally efficient hierarchical algorithm, based on a "divide-and-conquer" approach. We have shown that the phase-unwrapping problem can first be partitioned into independent phase-unwrapping subproblems, which can further be recombined to produce the unwrapped phase. Interestingly, the recombination step itself can be interpreted as an unwrapping problem, for which a modified network-flow solution applies! In short, this paper develops a parallelization of the network-flow algorithm, allowing images of virtually unlimited size to be unwrapped and leading to dramatic decreases in the algorithm execution time.     

基于局部最小生成树的干涉SAR二维相位展开

二维相位展开是干涉SAR数据处理中的关键步骤之一.该文在分支优化模型的基础上提出一种基于局部最小生成树的干涉SAR二维相位展开算法.该算法克服了经典的Goldstein算法中残余点之间重复连接形成闭合区域的缺点.同时由于质量图的使用,优化了残余点的连接,局部最小化了分支的总长度,实验结果证实了该算法的有效性.     

A fast implementation of the minimum spanning tree method for phase unwrapping

A new implementation of the minimum spanning tree (MST) phase unwrapping method is presented. The time complexity of the MST method is reduced from O(n2) to O(n log2 n), where n is the number of pixels in the phase map. Typical 256 x 256 phase maps from magnetic resonance imaging can be unwrapped in seconds, compared with tens of minutes with the O(n2) implementation. This makes the pixel-level MST method time efficient and practically attractive. Index Terms-Image processing, magnetic resonance imaging, medical imaging, phase unwrapping.     

Goldstein枝切法对存在间断相位缺陷的解缠研究

Goldstein枝切法作为相位解缠中路径积分法的重要算法之一,其解缠结果易受到噪声或间断相位缺陷所引起的残差点影响。为了研究相位间断缺陷对解缠算法的影响,模拟了具有间断相位缺陷的数据,采用Goldstein枝切法进行了系统的解缠研究。重点研究了残差点对枝切线的搜索窗口半径大小的影响,并将解缠相位与真实相位进行了比较。结果表明,在单相位间断和双不相交的相位间断缺陷的情况下,Goldstein枝切法仍然具有较好的解缠效果;对于双交叉相位间断缺陷,Goldstein枝切法在这一局部区域无法得到正确的解缠结果;通过研究枝切线搜索窗口半径对解缠的影响,验证了存在“有效枝切线搜索窗口半径”的结论。此实验结果对于采用或联合采用Goldstein枝切法进行的相位解缠理论研究和应用具有参考价值。     

On the Extension of the Minimum Cost Flow Algorithm for Phase Unwrapping of Multitemporal Differential SAR Interferograms

In this paper, an extension of the minimum cost flow (MCF) algorithm dealing with a sparse data grid, which allows the unwrapping of multitemporal differential synthetic aperture radar (SAR) interferograms for the generation of deformation time series, is presented. The proposed approach exploits both the spatial characteristics and the temporal relationships among multiple interferograms relevant to a properly chosen sequence. In particular, the presented solution involves two main steps: first of all, for each arc connecting neighboring pixels on the interferometric azimuth/range grid, the unwrapped phase gradients are estimated via the MCF technique applied in the temporal/perpendicular baseline plane. Following this step, these estimates are used as a starting point for the spatial-unwrapping operation implemented again via the MCF approach but carried out in the azimuth/range plane. The presented results, achieved on simulated and real European Remote Sensing satellite SAR data, confirm the effectiveness of the extended MCF unwrapping algorithm.     

相位图去包裹的一种新的综合方法

提出了相位图去包裹的一种新的综合方法。首先建立了一个消除局部不连续点的模型，利用此模型可有效地消除包裹相位图中的不连续点，同时不会影响到其他正常点；在此基础上进行多方向去包裹运算，然后求其平均值，从而达到与路径无关的目的。给出了具体算法，并通过数值模拟和实验验证了该方法的有效性和可行性。结果表明，这种方法既具有很强的抗噪声能力，又能很好地处理较大面积的欠采样区域，并且具有较高的稳定性和处理效率。     

小波变换在位相展开中的应用

在结构照明型光学三维传感和干涉型计量技术中，都需要将计算出的截断位相恢复为物理参数对应的连续位相，位相展开的过程中，对于十分复杂的截断位相，如何有效地标记出极点和截断线是至关重要的。本文提出利用小波变换寻找截断线的方法，利用小波变换系数的模极大值与局部奇异性的关系，通过检测小波变换系数模极大值的位置来标记截断线的基本走向，进而采用图像处理中的二值数学形态学处理方法形成完整的截断线，构成指导位相展开的控制模板，新算法有效地标记了极点和截断线，将位相展开的错误限制在局部范围。本文给出了这种算法的详细分析和计算机模拟实验的结果。