结合频率估计的InSAR区域增长相位解缠方法

提出一种结合频率估计的InSAR区域增长相位解缠方法。利用最大似然频率估计方法,估计出局部频率和已展开的相位共同线性,预测出局部区域中心点的展开相位,整体上采用区域生长策略,在质量图的引导下按照从高质量区域到低质量区域的顺序进行积分,可以有效地减小误差传递,较大程度地提高了相位展开结果的精度。数据实验结果验证了这种合成算法的有效性。     

基于聚类分析多通道InSAR联合相位解缠算法

多通道InSAR相位解缠不依赖相位连续性假设,因此可以实现复杂地区的相位解缠绕,然而多通道相位解缠绕需同时处理多幅缠绕相位图,在运算效率和内存使用上存在着一定的压力。基于聚类分析的多通道相位解缠算法(Cluster-Analysis,CA)有效解决了运行效率问题,但噪声鲁棒性差。因此,提出将聚类分析和区域扩展相结合的相位解缠绕算法。该算法首先利用边缘提取算子,获得干涉相位图中由于相位跳变导致的边缘曲线,然后利用CA算法对边缘曲线进行相位解缠绕,将解缠曲线作为区域扩展的种子像素,进行区域扩展相位解缠。这样,既可以实现复杂地形的相位解缠,又可以有效抑制噪声。实验结果表明,算法在保持较好解缠精度的同时,一定程度上提高了运算效率。     

InSAR相位解缠最小二乘算法的研究

相位解缠是干涉合成孔径雷达（InSAR）测量地形高程的重要步骤之一。由噪声和欠采样导致的相位不一致性问题是相位解缠的难点。本文分析了相位解缠最小二乘算法的原理和性质,总结了算法的优缺点。最后采用加拿大RadarSatl数据进行实验,验证了分析的结果。     

基于构造边的精确快速相位解缠算法

针对复杂包裹相位图普遍存在相位跳变和解缠耗 时的情况,设计了一种高精度快速的相位解缠算法。首 先通过三步相移法得到包裹相位图,由包裹相位图计算产生质量图;再由相邻两像素点的质 量值构造水平与竖直权 值边,根据构造边权值的大小作为路径引导进行相位解缠,解缠过程以两像素点所构成边为 单位,采用不连续解缠 路径,逐次解缠所有像素点,有效降低了区域不连续、测量遮挡和环境噪声对解 缠精度的影响,而且通 过一次排序即可确定解缠顺序,提高了解缠效率;最后,结合本文构造权值图的特点,对算 法进一步优化,剔除了 冗余的权值边,加快了解缠的速度。通过对比不同算法的解缠结果表明,本文提出的算法具 有较快的解缠速度和较高的精度。     

一种多基线相位解缠频域快速算法

一切将相位由主值或相位差值恢复为真实值的过程统称为相位解缠,除了雷达干涉应用外,相位解缠在合成孔径声纳、自适应光学、核磁共振、地震处理等方面都有重要应用,多基线可提高相位解缠的性能。以多基线干涉合成孔径雷达(InSAR)系统为应用背景,提出一种多基线InSAR干涉相位解缠频域快速算法。该算法的基本思想是使相位梯度估计值的频域函数与各基线相位梯度频域函数加权和之差的平方和最小。仿真及实测数据处理结果表明:频域算法效果与时域算法类似,由于避免了镜像操作,其效率大大提高。     

一种新的InSAR相位解缠算法

干涉相位解缠直接影响到干涉合成孔径雷达(InSAR)高程测量精度,是InSAR处理及其重要的一步。文中在研究了最小二乘法相位解缠的基础上,提出了一种基于解缠相位误差迭代补偿的加权最小二乘法。首先,采用加权最小二乘法得到相位解缠的初值,然后,再通过对解缠误差相位的迭代补偿,对解缠效果进行优化。另外,针对迭代次数的合理选择,还设计了一种迭代机制,避免了迭代次数过多引入的补偿冗余和迭代次数过少导致的补偿不足。相比最小二乘法,该方法通过加权处理对相位噪声的全局影响进行了约束;通过误差迭代补偿进一步大大提高了解缠精度。仿真试验结果表明:文中所提方法具有优越性。     

一种基于质量指导的InSAR相位解缠快速实现方法

相位解缠是干涉SAR数据处理中的关键步骤,解缠效果的好坏直接影响干涉测量的精度。该文针对质量指导的相位解缠方法需要进行大量排序操作,在干涉数据维度较大时解缠效率低下的问题,提出了一种基于堆排序的快速的质量指导相位解缠方法。首先通过干涉复数据对或干涉相位确定相位质量图。然后利用最大堆作为质量图排序的数据结构,通过对最大堆进行删除根结点、插入新结点操作的过程中始终保持最大堆的性质不变,从而实现了质量图的排序,完成了从高质量区域到低质量区域的相位解缠。与传统方法相比,基于堆排序的方法大大降低了计算的时间复杂度,对于干涉SAR大面积测绘应用具有十分重要的意义。最后,通过仿真和实测数据验证了算法的正确性和高效性。     

干涉合成孔径雷达成像技术

介绍了合成孔径雷达的成像原理,简述了InSAR的测高步骤,重点论述了去平地效应和两种相位解缠算法,最后分别利用分支截断法和最小二乘法两种解缠算法,进行了高斯山模型的解缠绕仿真,并对结果进行了简要的分析。分析结果表明,分支截断解缠绕算法解缠效果较好,基本保持了原始相位的精度。而小二乘法恢复出的相位误差比分支截断严重,但计算率高。     

基于改进粒子群算法的二维相位解缠方法

相位解缠是干涉合成孔径雷达(InSAR)干涉数据处理的关键步骤之一,枝切法作为一种经典的相位解缠算法在相位解缠过程中,建立的枝切线长度越短相位的解缠效果越好,枝切线该如何建立至关重要。在旅行商问题(TSP)理论求解最短路径的思想下,一种利用粒子群优化算法建立最短枝切线的方法被提出,该方法在基本粒子群优化算法中引入变异算子对粒子群算法容易陷入局部收敛的缺陷进行了改进。相对于Goldstein枝切法而言,该方法能够更有效的缩短枝切线的长度,避免解缠过程中\     

基于小波变换的加权最小二乘相位解缠算法

提出了一种求解加权最小二乘相位解缠问题的新算法,采用相位导数方差相关图定义了相位数据的初始权重,给出了利用多分辨率小波变换进行相位解缠的具体实现方法.利用离散小波变换,将原线性系统转化成具有较好收敛条件的等价新系统,通过独立求解新系统中的低频部分,加快了系统的收敛速度.仿真实验表明:该算法具有收敛速度快、解缠效果好等特点.     

一种InSAR建筑物图像仿真及高程反演方法

城市建筑区域叠掩、阴影严重,图像理解困难且干涉相位变化复杂紊乱,一直是InSAR处理的困难区域。SAR图像仿真能为图像理解和处理方法研究提供数据支撑,然而现有建筑区域SAR图像仿真方法大多无法获得具有相干性的干涉SAR图像对。该文提出了一种面向建筑区域的干涉SAR复图像对仿真方法,能够获得建筑的复数图像对、干涉相位图以及叠掩成分数目等信息,为城区干涉SAR处理及信息提取研究提供仿真数据支撑。同时,基于仿真中对相位变化规律的分析,提出叠掩区相位解缠时的基准确定方法,解决传统解缠方法面临的叠掩区域干涉相位不连续问题,进而反演建筑高程信息。最后,通过建模仿真结果与实际SAR图像和干涉相位的对比,验证了仿真方法的正确性,并对仿真及实际干涉相位进行解缠和高程反演处理,验证了该文高程反演方法的有效性。      

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。     

一种新的低频超宽带干涉合成孔径雷达绝对相位估计方法

该文针对低频超宽带(UWB)干涉合成孔径雷达(InSAR),提出一种新的干涉相位绝对值估计方法。该方法首先对干涉图像进行非参数模型的精配准,并利用配准偏移量生成配准相位。然后将配准相位从干涉相位中去除,得到失配相位。最后估计失配相位的绝对相位,进而得到绝对干涉相位的值。该方法利用失配相位具有无相位缠绕或只在相干性较差区域存在相位缠绕的特性估计其绝对相位,相比传统的绝对干涉相位估计方法具有更小的运算复杂度。P波段UWB InSAR实测数据处理结果验证了该方法的有效性。     

基于调制度分析与二阶导数导向的综合相位去包裹算法

在相位去包裹算法中,以调制度为参数的质量导向算法能够较好地抑制阴影、陡峭变化区域错误的传播;而以包裹相位二阶导数模值为参数的导向算法能引导去包裹沿连续性最高的方向进行.综合这两种参数导向算法的特点,提出了基于调制度分析与包裹相位二阶导数导向的综合去包裹算法.该算法首先找到一个最优门限,并根据该门限将调制度质量图分为"好...     

Adaptive noise reduction of InSAR images based on a complex-valuedMRF model and its application t o phase unwrapping problem

We propose a new adaptive noise reduction method for interferometric synthetic aperture radar (InSAR) complex-amplitude images. In the proposed method, we detect residues (singular points) in the phase image as well as their neighbors at first. Normal areas that contain no residue are used for the estimation of correct pixel values at the marked residues according to 5th order non-causal complex-valued Markov random field (CMRF) model. The process is performed block-wise with the assumption of a locally stationary condition of statistics. Using a CMRF lattice complex-valued neural-network, the error energy defined as the squared norm of distance between signal and estimated values is minimized by LMS steepest descent algorithm. Eventually, the number of residues is decreased. An application is also presented. An InSAR image around Mt. Fuji is processed by the proposed technique and then phase-unwrapped by the branch-cut method. It is found that after the application of the proposed method, a better phase unwrapped image can be obtained successfully     

基于分割缩放的欠采样相位图解包裹算法

为了提取所需的相位信息,克服噪声、断点以及欠采样等不利因素的影响,针对采样问题出现的根本原因（采样频率过低、图像条纹密度过高）,在处理欠采样问题时采用基于分割缩放原理的相位解包裹算法,对密度过高的干涉条纹通过插值放大后再进行解包裹运算。在理论分析的基础上给出了具体的相位解包裹算法,模拟计算和实验验证都表明了该算法的可行性。结果表明,该算法对有欠采样相位的解包裹能取得不错的效果。     

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     

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。     

2-D phase unwrapping and instantaneous frequency estimation

The phase of complex signals is wrapped since it can only be measured modulo-2π; unwrapping searches for the 2π-combinations that minimize the discontinuity of the unwrapped phase, as only the unwrapped phase can be analyzed and interpreted by further processing. Given an estimate of the phase gradient (i.e., of the instantaneous frequency), the 2-D unwrapped phase can be obtained as a solution of a variational problem. The analysis of unwrapping is done quite separately from instantaneous frequency estimation so that the reliability of both steps can be assessed independently. Various methods for evaluating 2-D instantaneous frequency are presented and compared in the presence of noise and amplitude variations. A study has also been made on aliasing arising in areas where, with respect to instantaneous frequency, spatial sampling is insufficient. The presence of noise in the data further complicates phase aliasing analysis since there is no way to distinguish between the aliasing due to noise or that due to steep phase slopes     

基于模拟退火的全局相位展开算法

与常用的最小二乘和最小费用流相位展开算法求满足待求相位梯度与包裹相位梯度最小范数解不同,提出一种以待求相位的二阶相位差在整个相位场上的总和为目标函数,并利用模拟退火算法实现其最小化的相位展算法。计算表明：该算法可以对最小二乘和最小费用流算法不能展开的欠采样包裹相位和含有噪声的欠采样包裹相位,进行有效的相位展开。