[發明專利]基于最小無窮范數的二維相位解纏繞方法

有效

• 申請號: 201710749117.3
• 申請日: 2017-08-28
• 公開（公告）號: CN107390218B
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 邢孟道;藍洋;于瀚雯
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90
• 代理公司: 西安睿通知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 61218
• 代理人: 惠文軒

本發明屬于雷達信號處理領域，公開了一種基于最小無窮范數的二維相位解纏繞方法，包括：獲取干涉相位圖，從而得到干涉相位圖的纏繞相位矩陣；計算得到干涉相位圖的水平纏繞相位梯度矩陣和干涉相位圖的垂直纏繞相位梯度矩陣；計算干涉相位圖的水平絕對相位梯度估計值矩陣和垂直絕對相位梯度估計值矩陣；計算得到干涉相位圖的絕對相位矩陣，干涉相位圖的絕對相位矩陣為干涉相位圖解纏繞的結果，能夠有效改進傳統二維相位解纏繞方法的求解精度。

技術領域

本發明屬于雷達信號處理技術領域，尤其涉及一種基于最小無窮范數的二維相位解纏繞方法，適用于干涉合成孔徑雷達(InSAR)系統的相位解纏繞問題。

背景技術

作為傳統合成孔徑雷達(SAR)的發展，InSAR系統能夠全天候、全天時工作，這項技術在地形測繪、地表形變監測與自然災害檢測等諸多方面均有應用，因此，InSAR技術的發展一直受到了高度重視，而相位解纏繞(Phase Unwrapping，PU)是其中的關鍵處理步驟。

基于L^p-norm的PU方法是最具代表性的一類方法，在傳統觀點下，認為p值越大越不利于相位解纏繞，因為p值越大，優化模型就越傾向于讓高質量區域分擔來自低質量區域(即殘點密集區域)的不連續相位梯度誤差，這樣所獲得的PU結果相對平滑，但會造成低質量區域所產生的誤差向高質量區域擴散，導致求解精度的下降。

為了保證高質量區域的求解精度，傳統PU觀點傾向于保證求解結果與輸入條紋一致，然而，盡管這種做法保證了高質量區域的求解精度，但是當輸入條紋中存在低質量區域時，這些區域幾乎不存在有效信息，此時要求PU結果與輸入條紋一致是不合理的。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的在于提供一種基于最小無窮范數的二維相位解纏繞方法(本發明實施例中稱為MIN方法)，在進行相位解纏繞的過程中具有自適應濾波功能，能夠有效改進傳統二維相位解纏繞方法的求解精度。

在實際應用中，需要一種方法，不僅能夠保證高質量區域的求解精度(即在高質量區域保證條紋一致性)，還應該能對低質量區域進行合理處理(即放寬條紋一致性的限制)。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案予以實現。

一種基于最小無窮范數的二維相位解纏繞方法，所述方法包括：

步驟1，獲取干涉相位圖，所述干涉相位圖的大小為m×n，其中，m、n分別為大于零的正整數；圖中位置(i,j)處的像素值記為干涉相位圖中位置(i,j)處的纏繞相位從而得到干涉相位圖的纏繞相位矩陣；其中，i＝1,2,...,m,j＝1,2,...,n；

步驟2，根據所述干涉相位圖的纏繞相位矩陣，分別計算得到干涉相位圖的水平纏繞相位梯度矩陣和干涉相位圖的垂直纏繞相位梯度矩陣；

步驟3，根據干涉相位圖的水平纏繞相位梯度矩陣，計算干涉相位圖的水平絕對相位梯度估計值矩陣；

根據干涉相位圖的垂直纏繞相位梯度矩陣，計算干涉相位圖的垂直絕對相位梯度估計值矩陣；

步驟4，根據所述干涉相位圖的水平絕對相位梯度估計值矩陣、所述干涉相位圖的垂直絕對相位梯度估計值矩陣，計算得到干涉相位圖的絕對相位矩陣，所述干涉相位圖的絕對相位矩陣為干涉相位圖解纏繞的結果。

本發明技術方案的特點和進一步的改進為：

(1)步驟2具體包括：

(2a)干涉相位圖的水平纏繞相位梯度矩陣中位置(i,j)處的水平纏繞相位梯度記為其中，i＝1,2,...,m,j＝1,2,...,n-1；

且：

其中，表示干涉相位圖中位置(i,j+1)處的纏繞相位，表示干涉相位圖中位置(i,j)處的纏繞相位；