[發明專利]一種基于自適應時空濾波融合的干涉相位優化方法

在審

• 申請號: 202210523720.0
• 申請日: 2022-05-13
• 公開（公告）號: CN114881081A
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 李世金;張書畢;高延東;李濤;張艷鎖
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/62
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 李悅聲

1.一種基于自適應時空濾波融合的干涉相位優化方法，其特征在于：基于主頻率提取的自適應空間維相位濾波方法，兼顧空間維干涉相位的噪聲抑制及相位信息保護；引入基于第二類統計特征的相干性偏差糾正算法，提高相干性的估計精度；引入基于sigmoid模型自適應加權策略，為不同質量像素分配合理的權重以提高優化效果；進而提高干涉相位的相位質量及相位平滑效果；

具體步驟如下：

S1、收集覆蓋同一地區的多幅單視復數影像SLC的時間序列數據，提取時間序列幅度信息，同時利用SLC的時間序列數據構建全干涉對組合網絡，基于干涉對組合信息對主影像SLC和輔影像SLC進行共軛相乘獲取SLC時間序列數據對應全干涉組合下的差分干涉相位；

S2、利用基于主頻率提取的自適應空間維相位濾波方法對全干涉組合下的差分干涉相位進行空間維相位濾波處理，獲取全干涉組合下的濾波后干涉相位；

S3、用快速同質像元識別算法FaSHPS結合時間序列幅度信息對SLC影像逐像素計算每個像素對應的統計同質像素鄰域集；

S4、基于統計同質像素鄰域集，計算全干涉組合下所有濾波后干涉相位對應的相干系數，并采用基于第二類統計特征的相干性偏差糾正方法對相干系數進行偏差糾正處理，獲取精化后的相干系數；

S5、將全干涉組合下的空間維濾波后干涉相位及精化后的相干系數聯立，將聯立的干涉相位及相干系數統一轉換為針對SLC影像單像素點的時間維干涉相位矩陣及相干性矩陣，并構建針對SLC影像單像素點的復相干性矩陣；

S6、依據復相干性矩陣構建最大似然估計量的相位優化模型，計算基于sigmoid函數模型的自適應加權因子，結合特征值分解策略解算相位優化模型，獲取最終的優化后干涉相位。

2.根據權利要求1所述的一種基于自適應時空濾波融合的干涉相位優化方法，其特征在于，步驟S2具體包括以下子步驟：

S2.1、根據待濾波像素的相干系數γ，自適應估計濾波窗口尺寸N_win，公式為：

式中，表示取整運算，ε₀為相位的噪聲標準差，計算方法如下：

式中，為干涉圖的相干系數均值；N_min表示自適應窗口的最小值，取值5；

S2.2、提取以待濾波像素為中心的窗口尺寸為N_win的局部相位塊φ_(m,n)，利用下式通過快速傅里葉變換的方式將局部相位塊φ_(m,n)轉換至頻率域，獲取φ_(m,n)對應的頻譜值：

S_(u,v)＝FFT2{φ_(m,n)} (3)

式中，φ_(m,n)表示以第m行、第n列空間維像素索引為中心的窗口尺寸為N_win的局部干涉相位塊，S_(u,v)為局部相位塊轉換后的頻譜值，FFT2{·}表示二維快速傅里葉變換運算；

S2.3、利用局部相位塊轉換后的頻譜值計算局部窗口的主頻譜幅值

式中，thr為提取局部窗口主頻譜的閾值參數，并根據局部窗口的頻譜幅值自適應確定：

S2.4、將提取的主頻譜幅值與頻譜值S_(u,v)進行卷積相乘以提取出主相位成分，并通過快速二維逆傅里葉變換獲取該局部相位塊的濾波后相位：

式中，φ'_(m,n)為濾波后的局部相位塊，為點乘運算，FFT2^-1{·}為快速二維逆傅里葉變換；

S2.5、提取濾波后相位塊的中心像素作為待濾波像素的濾波后相位，重復步驟S2.1-S2.4直至遍歷完干涉圖內的所有像素，獲取空間維濾波后的干涉圖

S2.6、針對全干涉組合下的所有干涉圖重復S2.1～S2.5，遍歷完成后獲得全干涉組合下的濾波后干涉相位。