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。     

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.     

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.     

雷达干涉条纹图滤波方法研究

在合成孔径雷达干涉测量中,为滤除干涉图像中存在的各种噪声,提高相位解缠结果及生成的数字高程模型的精度.从分析干涉条纹图的特点入手,对干涉条纹图的圆周期中值滤波法进行了研究,提出一种基于高斯噪声估计的自适应圆周期中值滤波方法,给出了算法设计及详细的实验数据并与其它滤波方法进行比较.试验结果表明,该方法可以较好地消除干涉图像中存在的噪声,而且保留更多的图像边缘、细节信息.     

基于改进模拟退火遗传算法的INSAR相位解缠算法

为了解决经典的Goldstein枝切线法容易生成过长的枝切线和较多封闭区域的问题,提出一种基于改进模拟退火遗传算法的INSAR(Interferometric Synthetic Aperture Radar)相位解缠算法。该算法首先对部分残差点进行预处理,生成极性平衡的小段枝切线,然后使用改进模拟退火遗传算法求解剩余残差点的优化组合。经这两步处理后,所得到的枝切线的总长度和封闭区域的数量都明显减少。对真实INSAR数据的实验结果表明,该算法在运行时间和解缠精度上均有一定的优越性。     

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.     

基于平面估计的三维测量相位展开新方法

工业自动化生产中微米级的三维测量大多采用相位测量轮廓术,但其中现有的包裹相位展开方法容易受图像噪声和相位突变的干扰;在电路板贴片安装的锡膏三维测量中,利用电路板的平面区域包裹相位信息进行平面估计,然后全局相位展开向拟合平面靠拢,根据统计信息确定参数,得到连续相位;利用展开后的相位再进行电路板平面的二次曲面拟合,提高基平面的拟合精度和相对高度;对比实验证明了该方法的鲁棒性和快速性,处理时间短,不受噪声、相位突变、阴影等干扰。     

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。     

基于五步相移与菱形解相的三维重建方法

针对物体三维重建时由于欠采样、噪声、局部阴影、干涉条纹断裂等导致包裹相位变换过快、解包裹相位计算梯度产生不连续和偏差等问题,提出一种采用五步相移法与改进的菱形算法获取物体表面相位信息的方法。结合相位法系统模型,直接根据相位信息计算出物体相机坐标系坐标,获取点云,实现三维重建。实验结果表明,相对于四步相移法以及传统相位解包裹算法,本方法解出的相位展开完全且不失真,特征点提取全面,重建点云表面细节丰富,相位求解精度显著提高。     

一种新的基于形态学的InSAR干涉相位图滤波算法

在干涉合成孔径雷达（InSAR）成像中，由于相位噪声的影响，在相位展开前应该对干涉相位图作滤波处理，以保证相位展开后结果的正确性，获得真实的数字高度模型。对于InSAR干涉相位图的滤波，滤除相位噪声的同时，应确保有用跳变信息不被滤除。本文基于形态学原理，结合数据的量化处理，提出一种新的InSAR干涉相位图的滤波算法。实验结果表明，该滤波算法的效果优于Candeias等人提出InSAR干涉相位图的形态学滤波算法，且运算速度更快。