[發明專利]一種面向小數據集的非局部自適應多視方法及系統

在審

• 申請號: 202110455635.0
• 申請日: 2021-04-26
• 公開（公告）號: CN113192020A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 宋慧娜;張博文;張靚靚;何美霖;喬磊;高永盛
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/136;G06T5/00;G06K9/62
• 代理公司: 浙江千克知識產權代理有限公司 33246
• 代理人: 周希良

本發明公開了一種面向小數據集的非局部自適應多視方法及系統。面向小數據集的自適應多視方法，包括以下步驟：S1.對于經過配準、非相干平均等預處理的時序SAR影像，基于幅度均值圖像，采用無監督的灰度級方法進行圖像分割；S2.基于圖像分割結果和時間維幅度向量間的L1范數，自適應構建聯合數據向量；S3.對于構建的聯合數據向量，首先剔除聯合數據向量中的異常值，然后采用AD檢驗方法選取SHP集合；S4.基于選取的SHP集合，自適應地估計相干系數及降噪處理。本發明同時考慮了空間維和時間維兩個維度的信息，可以在影響數目較小的情況下，選取到可靠的SHP集合，從而可以自適應地估計相干系數和干涉相位圖降噪。

技術領域

本發明屬于信號與信息處理技術領域，涉及時間序列干涉合成孔徑雷達的地表形變反演方法，具體是在小基線集(Small Baseline，SBAS)技術框架上，首先基于圖像分割結果以及L1范數自適應構建聯合數據向量，并對構建的聯合數據向量進行異常值剔除，然后采用AD檢測進行小數據集的同質點(Statistically Homogeneous Pixel,SHP)選取，最后基于選取的SHP集合進行自適應多視處理。

背景技術

干涉合成孔徑雷達(Interferogrametric Sythetic Aperture Radar,InSAR)技術是一種極具潛力的微波遙感技術，可以獲取高精度的地形和地面形變信息，在制圖、土地利用分類和自然災害生態環境監測等地理信息方面具有廣闊的應用前景。相比于傳統InSAR技術，時序InSAR技術利用多景SAR影像生成多幅干涉圖，能夠有效地降低時空失相干的影響并去除大氣延遲相位，在緩慢累積形變監測方面具有明顯的優勢。

時序InSAR技術主要分為兩大類：永久散射體干涉技術(Persistent InSAR,PSInSAR)和小基線集(Small Baseline，SBAS)技術。PSInSAR技術采用單主影像方式組成干涉對，基于高相干點進行形變反演，可以獲取毫米級的形變測量精度，但通常要求影像數量大于25景。相比于PSInSAR技術的單主影像處理，SBAS技術選取多主影像的處理策略，充分利用獲取的SAR影像，通過設置合理的時空基線閾值，有效地降低了時空失相干的影響。

SBAS技術通常基于相干系數進行高相干目標選取，估計形變前需要對干涉圖進行相位解纏。相位解纏結果直接決定了SBAS形變反演可靠性，而相位解纏的好壞與相位噪聲相關。為降低相位噪聲的影響，通常采用多視技術對InSAR數據進行預處理。基于固定窗的多視處理可以快速高效地抑制噪聲，但在一定程度上降低了影像分辨率且損失了細節信息。自適應多視處理可以在降低噪聲的同時保持圖像的細節信息，其核心技術在于SHP集合的選取。然后對于影像數較少的情況，基于時間維幅度信息的SHP選取方法檢測率較低，在一定程度上影響了相位濾波結果以及相干系數自適應估計結果。

發明內容

為獲取高分辨率的形變信息，本發明在現有SBAS技術的形變反演框架基礎上，充分考慮像元的時間維和空間維信息，針對小數據的SHP選取可靠性低問題，給出有效的解決策略。具體而言，首先采用無監督分類算法對幅度均值圖像進行圖像分割處理，然后基于圖像分割結果和時間維強度向量間的L1范數自適應地構建聯合數據向量，再基于構建的聯合數據向量采用AD檢驗方法選取SHP集合；選取的SHP集合可以用于降噪處理及相干系數估計，從而可以獲取兼顧效果和分辨率的處理結果。

為達到上述目的，本發明采取如下技術方案：

一種面向小數據集的自適應多視方法，包括以下步驟：

S1.對于經過配準、非相干平均等預處理的時序合成孔徑雷達(SyntheticAperture Radar,SAR)影像，基于幅度均值圖像，采用無監督的灰度級方法進行圖像分割；本發明首先進行多幅SAR圖像間的配準、幅度校正，然后進行時間維非相干強度平均等預處理。

S2.基于圖像分割結果和時間維幅度向量間的L1范數，自適應構建聯合數據向量；