[發(fā)明專(zhuān)利]一種質(zhì)量圖和最小費(fèi)用流結(jié)合的InSAR干涉相位兩步解纏方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110592194.9
• 申請(qǐng)日: 2021-05-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113311433B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-08-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐華平;曾國(guó)兵;王媛;李威;游禎萬(wàn)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué);上海衛(wèi)星工程研究所
• 主分類(lèi)號(hào): G01S13/90
• 分類(lèi)號(hào): G01S13/90
• 代理公司: 北京科迪生專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司 11251
• 代理人: 安麗;鄧治平

1.一種質(zhì)量圖和最小費(fèi)用流結(jié)合的InSAR干涉相位兩步解纏方法，其特征在于，包括以下幾個(gè)步驟：

步驟一：對(duì)主SAR圖像和輔SAR圖像經(jīng)過(guò)干涉處理，得到干涉相位和干涉相位的相位質(zhì)量圖，所述干涉相位的相位質(zhì)量圖是指干涉相位的相位導(dǎo)數(shù)方差圖和相干系數(shù)圖，相位質(zhì)量圖中每個(gè)像素點(diǎn)的數(shù)值即表明干涉相位中該像素點(diǎn)的相位質(zhì)量；

步驟二：將所述干涉相位的相位質(zhì)量圖中滿足相位導(dǎo)數(shù)方差小于設(shè)定閾值且相干系數(shù)大于設(shè)定閾值條件的像素點(diǎn)篩選出來(lái)，作為干涉相位中的高質(zhì)量像素點(diǎn)，并對(duì)所述高質(zhì)量像素點(diǎn)利用Delaunay三角網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，作為干涉相位的高質(zhì)量不規(guī)則區(qū)域；

步驟三：對(duì)所述干涉相位的高質(zhì)量不規(guī)則區(qū)域采用質(zhì)量圖法進(jìn)行相位解纏，得到高質(zhì)量不規(guī)則區(qū)域相位解纏結(jié)果；在解纏過(guò)程中，為避免解纏誤差的產(chǎn)生和擴(kuò)散，采取優(yōu)先隊(duì)列數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，對(duì)所述高質(zhì)量不規(guī)則區(qū)域內(nèi)的像素點(diǎn)根據(jù)相位質(zhì)量由高到低依次相位解纏，保證解纏的正確性，充分發(fā)揮質(zhì)量圖法在高質(zhì)量不規(guī)則區(qū)域解纏成功率高的特點(diǎn)；

步驟四：干涉相位中按照殘差點(diǎn)定義被判定為正殘差點(diǎn)或負(fù)殘差點(diǎn)的像素點(diǎn)被簡(jiǎn)稱(chēng)為正負(fù)殘差像素點(diǎn)，對(duì)除去高質(zhì)量不規(guī)則區(qū)域后的低質(zhì)量像素點(diǎn)以及所述正負(fù)殘差像素點(diǎn)同樣采用Delaunay三角網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，形成干涉相位的相對(duì)低質(zhì)量不規(guī)則區(qū)域；

步驟五：對(duì)所述干涉相位的相對(duì)低質(zhì)量不規(guī)則區(qū)域采用最小費(fèi)用流法進(jìn)行相位解纏，最終得到主輔SAR圖像干涉相位的解纏結(jié)果；所述最小費(fèi)用流法進(jìn)行相位解纏具體實(shí)現(xiàn)為：首先連接正負(fù)殘差像素點(diǎn)得到最佳枝切路徑，然后從步驟三中的高質(zhì)量不規(guī)則區(qū)域位解纏結(jié)果的邊緣開(kāi)始往剩下未解纏的相對(duì)低質(zhì)量不規(guī)則區(qū)域進(jìn)行解纏，最大限度地將低質(zhì)量不規(guī)則區(qū)域中帶有一定信息的像素點(diǎn)進(jìn)行解纏恢復(fù)；

所述步驟三中，質(zhì)量圖法相位解纏的具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程為：

(1)找到所述干涉相位的高質(zhì)量不規(guī)則區(qū)域中相位質(zhì)量最高的像素點(diǎn)，將所述相位質(zhì)量最高的像素點(diǎn)作為待解纏的起始點(diǎn)，使用質(zhì)量圖法實(shí)現(xiàn)相位解纏，得到已解纏的像素點(diǎn)；

(2)計(jì)算所述已解纏的像素點(diǎn)與周?chē)?個(gè)鄰接像素點(diǎn)中的最大相位梯度，從而得到所述已解纏的像素點(diǎn)滿足路徑積分條件的最大距離；

(3)在干涉相位的高質(zhì)量不規(guī)則區(qū)域中，利用Delaunay三角網(wǎng)絡(luò)連接形成不規(guī)則網(wǎng)絡(luò)，在與已解纏的像素點(diǎn)形成所述不規(guī)則網(wǎng)絡(luò)的像素點(diǎn)中，尋找到同時(shí)滿足兩個(gè)條件的下一個(gè)需要解纏的高質(zhì)量像素點(diǎn)，連接所述已解纏的像素點(diǎn)與所述下一個(gè)需要解纏的高質(zhì)量像素點(diǎn)，將這兩個(gè)像素點(diǎn)的連接線作為積分路徑，所述兩個(gè)條件中第一個(gè)條件是下一個(gè)需要解纏的高質(zhì)量像素點(diǎn)與已解纏的像素點(diǎn)之間的距離需要小于滿足路徑積分條件的最大距離，第二個(gè)條件為所尋找的下一個(gè)需要解纏的高質(zhì)量像素點(diǎn)，必須是滿足第一個(gè)條件的多個(gè)像素點(diǎn)中相位質(zhì)量最高的像素點(diǎn)；

(4)利用優(yōu)先隊(duì)列數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)沿著所述積分路徑對(duì)步驟(4)中尋找到的下一個(gè)需要解纏的高質(zhì)量像素點(diǎn)進(jìn)行質(zhì)量圖法相位解纏，得到已解纏的像素點(diǎn)；

(5)重復(fù)步驟(2)、步驟(3)和步驟(4)，直到干涉相位中高質(zhì)量不規(guī)則區(qū)域內(nèi)的所有像素點(diǎn)解纏完成。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的質(zhì)量圖和最小費(fèi)用流結(jié)合的InSAR干涉相位兩步解纏方法，其特征在于：所述步驟二和步驟四中，利用相位導(dǎo)數(shù)方差和相干系數(shù)篩選出高低質(zhì)量像素點(diǎn)，然后利用Delaunay三角網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接的實(shí)現(xiàn)過(guò)程為：

(1)計(jì)算以干涉相位中每一個(gè)像素點(diǎn)為中心，半徑為n的窗口內(nèi)所有像素點(diǎn)的平均相位導(dǎo)數(shù)方差和平均相干系數(shù)，分別作為該所述像素點(diǎn)的相位導(dǎo)數(shù)方差和相干系數(shù)；

(2)利用圖像閾值分割處理領(lǐng)域的最大類(lèi)間方差法確定相位導(dǎo)數(shù)方差和相干系數(shù)的最佳分割閾值，根據(jù)每一個(gè)像素點(diǎn)的相位導(dǎo)數(shù)方差和相干系數(shù)與最佳分割閾值的大小關(guān)系，通過(guò)二值化處理將整幅圖像的像素點(diǎn)分為高質(zhì)量像素點(diǎn)或者低質(zhì)量像素點(diǎn)；

(3)使用Delaunay三角網(wǎng)絡(luò)將零散分布的高質(zhì)量像素點(diǎn)或低質(zhì)量像素點(diǎn)分別進(jìn)行連接，得到干涉相位的高質(zhì)量或低質(zhì)量不規(guī)則區(qū)域。