一种残差点退化的四向最小二乘insar相位解缠算法_王正勇

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1、第42卷第1期四川大学学报(工程科学版)Vol.42No.12010年1月JOURNALOFSICHUANUNIVERSITY(ENGINEERINGSCIENCEEDITION)Jan.2010文章编号:1009-3087(2010)01-0185-06一种残差点退化的四向最小二乘InSAR相位解缠算法王正勇，朱挺，何小海，罗代升(四川大学电子信息学院图像信息研究所，四川成都610065)摘要:相位解缠是InSAR(干涉合成孔径

2、雷达)成像的关键步骤之一。然而如何有效地处理相位残差点是相位解缠的难点。为有效去除或抑制残差点，提出了一种残差点退化的四向最小二乘解缠算法，该算法首先检测干涉图中的残差点，然后利用残差点的邻域像素对其进行补偿，最后使用四向最小二乘法进行相位解缠，取得全局最优解。实验结果表明，该算法在处理残差点密度较大的干涉图具有较好的解缠效果。关键词:InSAR成像;相位解缠;残差点;四向最小二乘法中图分类号:TN95;TP391;TP75文献标识码:AASingularityPointDegradationFourDirectionsL

3、east-squareAlgorithmforInSARPhaseUnwrappingWANGZheng-yong，ZHUTing，HEXiao-hai，LUODai-sheng(Inst.ofImageInfo.，SchoolofElectronicsandInfo.Eng.，SichuanUniv.，Chengdu610065，China)Abstract:PhaseunwrappingisthekeystepofInSAR(InterferometricSyntheticApertureRadar)imaging，a

4、ndhowtoprocessphasesingularitypoints(SPs)effectivelyisverydifficultprobleminphaseunwrapping.Toremovesin-gularitypointseffectively，anunwrappingalgorithmbasedonSPsdegradationwasproposed.Firstly，SPsininter-ferencepatternweredetected.Then，theseSPswerecompensatedusingn

5、eighborhoodpixels，andfinallythefourdirectionsleast-squarealgorithmwasemployedforphaseunwrappingtoachieveglobaloptimum.ExperimentsshowedthatthenewmethodiseffectivetoremoveSPsinhigh-densitySPsinterferencepattern.Keywords:InSARimaging;phaseunwrapping;singularitypoint

6、s;fourdirectionsleast-squarealgorithm干涉合成孔径雷达(InSAR)测量技术是从雷达高程必须给每一个相位测量值加上一个整数倍的相复图像数据中衍生出来的相位信息提取地表3维信位周期，这种求解2π模糊性问题的方法称为相位［1］息。它的基本原理是通过两部天线同时观测或两次解缠。在实际情况中由于相位中的噪声以及地平行观测获取地面上同一地物的两幅复雷达图像，形欠采样、图像折叠和阴影等引起的干涉相位不一利用这两幅图像相干运算得到的相位差反演地物的致产生残差点，残差点会导致误差的传递和积累，从相对高程

7、。然而实际上得到的干涉相位差是真实相而引起相位突变，使解缠相位不能反映真实的地形位差的卷叠，即InSAR干涉图中与地面位置直接相信息，所以有效地处理残差点是相位解缠的关键问关的相位是以2π为模的，所以为了计算每一点的题。目前，国内外学者提出的相位解缠算法大致可收稿日期:2009－01－05［2－3］［4－5］分为3类:路径跟踪法，最小范数法和网作者简介:王正勇(1969－)，女，博士生.研究方向:信息与信号［6－7］［8］络规划算法等。另外，卡尔曼滤波、最小生处理;图像处理与模式识别.186四川大学学报(工程科学版)第42

8、卷［9］［10］成树、贝叶斯等优化算法也有所尝试，并取得ìΔ1=W［ψi+1，j－ψi，j］良好的结果。第1类算法是一种局部算法，利用相ïïΔ2=W［ψi+1，j+1－ψi+1，j］í(1)位数据的局部信息，采用不同策略选择积分路径，避ïïΔ3=W［ψi，j+1－ψi+1，j+1］开数据中的残差点或不连