Goldstein枝切法对存在间断相位缺陷的解缠研究

Goldstein枝切法作为相位解缠中路径积分法的重要算法之一,其解缠结果易受到噪声或间断相位缺陷所引起的残差点影响。为了研究相位间断缺陷对解缠算法的影响,模拟了具有间断相位缺陷的数据,采用Goldstein枝切法进行了系统的解缠研究。重点研究了残差点对枝切线的搜索窗口半径大小的影响,并将解缠相位与真实相位进行了比较。结果表明,在单相位间断和双不相交的相位间断缺陷的情况下,Goldstein枝切法仍然具有较好的解缠效果;对于双交叉相位间断缺陷,Goldstein枝切法在这一局部区域无法得到正确的解缠结果;通过研究枝切线搜索窗口半径对解缠的影响,验证了存在"有效枝切线搜索窗口半径"的结论。此实验结果对于采用或联合采用Goldstein枝切法进行的相位解缠理论研究和应用具有参考价值。

基于改进Goldstein枝切法的傅里叶变换轮廓术

Goldstein枝切法通过连接残差点生成枝切线以优化相位展开路径,枝切线的总长度越短,相位展开的结果越好。然而,该方法构造的枝切线无法确保总长度最短且容易闭合,造成部分区域相位未能正确展开,从而影响重构精度。因此,提出一种基于改进Goldstein枝切法的傅里叶变换轮廓术。通过构建加权二分图,将构造总长度最短的枝切线问题转化为最大权匹配问题。采用Kuhn-Munkres算法求解最大权匹配问题,得到最短的枝切线,提升重构精度。仿真和实验结果证明了所提方法的有效性。

基于Goldstein枝切算法的MR相位像解缠方法改进

磁共振相位像的信息可应用于一些特殊MR成像技术,如磁敏感成像、弹性成像、温度监控等,但是扫描得到的相位像常常会出现相位缠绕导致相位信息不准确,因此相位解缠成为上述成像技术成功的关键。本文分析了目前常用Goldstein枝切算法产生错误解缠的原因,并在此基础上进行了算法改进,提出在解缠流程中引入掩模处理、滤波及最近邻偶极子对去除的最小生成树等步骤,从而改善Goldstein枝切算法需要的残差图。实验结果表明这种方法使得残差点数量明显下降,枝切线的重复连接、闭合回路及贯通线等引起错误解缠的情形得到改善,明显提高了解缠后的相位像质量。

改进的枝切法在相位展开中的应用

该文在Goldstein枝切法的基础上提出了一种改进的枝切法。该算法对干涉图中的正负残差点进行组合,再以枝切线的长度和作为评价值对干涉图中的正负残差点进行重新替换组合,使整体枝切线的长度和减小,有效地克服了相位解缠时在残差点密集区易出现的"孤岛现象"问题。仿真数据以及实测数据验证了该算法的可行性和有效性。

枝切法与曲面拟合结合的InSAR相位展开算法

为了解决干涉合成孔径雷达(InSAR)相位被缠绕的问题,提出了一种基于枝切法与曲面拟合的合成相位展开算法.这种算法针对干涉相位图中不同质量的区域采用不同的展开策略,首先利用枝切法准确性高的特点展开高质量区域的相位,然后利用曲面拟合的方法对低质量区域的相位进行拟合,最后利用遗传算法对拟合函数进行修正来获得最终的展开相位.仿真实验和实测数据表明,该方法很好地克服了枝切法的"孤岛现象"和最小二乘法存在相位坡度欠估计的情况,且比其他方法的精度高。

一种基于枝切法和有限元法的干涉SAR合成相位展开方法

该文提出了一种基于枝切法和有限元法的干涉SAR相位图展开方法。该方法针对不同质量的相位区域采用不同的方法:首先利用枝切法准确性高和一致性好的特点,使用该方法展开面积最大的一块缠绕相位区域;然后在较好的边值条件下利用最小二乘意义下的有限元法求解剩余区域的展开相位。仿真和实测数据处理结果表明,该方法很好地克服了枝切法不能得到完整解和最小二乘法对于相位坡度欠估计的缺点,且与其它方法相比具有较高的精度。

一种枝切法和质量图相结合的InSAR相位解缠算法

针对传统的基于残差点的路径积分相位展开方法对于相干性差、信噪比小的区域,容易形成一个个独立的孤岛而无法解缠的缺陷,提出一种枝切法和质量图相结合的In SAR相位解缠的新算法。该算法以基于残差点的路径积分相位展开方法为基础,首先对大面积相位进行解缠,然后通过包裹相位的质量图解缠剩余的孤岛相位以及残差点处的相位,其中质量图法采用堆排序算法提高运算速度。枝切法不能得到完全解和质量图法无法阻止相位解缠误差的扩散的缺点得到了有效的克服,通过该算法在实测和仿真数据的处理上,也说明该算法即利用到了路径积分法的解缠速度快的特点,又利用到了质量图算法的相位解缠的有效性的特点,能有效处理大规模缠绕相位的解缠需求,相比于其他算法能得到更高的精度。

基于枝切截断的高质量相位解缠算法

针对传统枝切截断相位解缠算法受残差检测理论缺陷的影响,不能实现对相位完全正确解缠,在总结枝切截断法和质量图导向法的基础上,提出一种新的相位解缠算法。在残差检测理论的基础上,使用一种新的表征相位质量的可靠性导向图指导放置枝切阻断线,对低质量相位的界定使用一种自适应阈值的方法使残差检测达到最优,提高了相位解缠的质量。对于一些背景噪声严重的情况,调制度预处理的方法提高了相位解缠的鲁棒性。实验结果表明,该算法能自动避开相位不连续区域,得到较高质量的相位解缠结果。

引入质量图指导的改进的枝切法

相位解缠技术是干涉SAR数据处理的重点和难点。在已有的相位解缠算法中,枝切法因为其运行速度快、解缠效果较好等优点得到了广泛地应用。但是,枝切法常常产生无法解缠的"孤立区域"和误差的大面积传递。针对这两个缺点,提出了质量图指导的改进枝切法。利用质量图指导枝切线的放置,并在路径积分过程中,引入质量图指导积分路径的选择。实验结果表明,引入质量图指导的改进枝切法能够有效地避免孤立区域的产生和误差的大面积传递。该方法组合了枝切法和质量图法,解缠效果优于上述两种算法。

改进的枝切法在散斑相位解包裹中的应用

为了实现枝切法在激光散斑干涉相位图解包裹中工程化的应用,解决由于外来光线干扰、激光器性能下降、相机拍照局部点欠采样等原因出现的枝切线密集、计算速度慢等问题,在Goldstein枝切法的基础上提出了优化改进方案。将残差点当作带着正负单位电量的"电子",利用电磁力导引通过相位平滑或增加相位跳变处理消除残差点,减少枝切线数量,同时采用GPU并行计算技术提高图像处理速度。仿真实验和实际测量数据表明优化后的枝切法解包裹图像质量更好,对于500万像素散斑相位图,通过电磁力引导可消除98%以上的残差点,减少90%以上的枝切线,处理时间可由以往15 s压缩至1.5 s,满足了枝切法高质量快速解包裹的工程化应用要求。

改进枝切法在PMP相位展开中的应用

相位展开是相位轮廓测量术(PMP)中的关键步骤,关系到测量的精度。本文针对枝切法在残差点密集的地方会形成"孤岛",导致部分相位无法展开的问题,提出了利用质量图将包裹相位图分为高质量区域和低质量区域,在高质量区域采用枝切法展开相位,低质量区域采用最小二乘法展开相位。仿真模拟和实验结果表明,在残差点密集的地方,有效的解决了"孤岛"现象。

改进的Goldstein相位解缠算法

二维相位解缠是SAR干涉测量的关键和难点,文中通过对Goldstein枝切算法的研究和分析,针对它存在的缺陷,即枝切线容易形成闭合环或贯通干涉图而形成许多无法相位解缠的孤立区域,利用Prim算法改进了枝切线的连接策略,减少了孤立区域,有效地改善了解缠结果。

基于Goldstein路径跟踪的相位解缠算法研究

InSAR(合成孔径干涉雷达测量)是一种新型对地观测技术,由于其高精度、大区域、可穿透云雾、全天候、全天时的工作特性,在数字高程模型(DEM)提取以及地表形变监测方面有着独特的优势.在InSAR图像处理的过程中,相位解缠是至关重要的一步,相位解缠效果的好坏直接影响到高程图的精度.本文利用ASAR数据,在ROI_PAC软件下进行处理,对DEM提取流程进行简要的分析.ROI_PAC软件处理InSAR数据所应用的相位解缠算法是最经典的路径跟踪法——枝切法.对于该算法本文进行了详细的分析探讨,并针对算法中残差点搜索的过程提出了一种新的改进算法思想.

蚁群算法在高噪声区的InSAR相位解缠应用研究

InSAR技术已成为目前监测地面沉降、山体滑坡和地震等灾害的重要手段,而相位解缠是InSAR技术的关键一步。在噪声严重区域使用枝切法进行解缠时会产生大量的残差点,建立的枝切线过长并且会产生大量密集的区域,解缠时会产生解缠“孤岛”。本文应用蚁群算法寻找距离最近的异性残差点并放置建立枝切线,缩短枝切线的长度,减少密集区域,使得枝切线长度最短来避免枝切法产生的解缠“孤岛”。通过仿真实验和泉州地区实地的InSAR图像数据进行实验计算和分析,并以均方误差和解缠时间作为评价指标与其他5种算法进行对比,结果表明,该算法要优于其他算法,且该算法产生的枝切线相比于Goldstein枝切法产生的枝切线总长度缩短超过50%。

InSAR相位解缠算法的实验对比研究

相位解缠是InSAR处理中的一个关键步骤,相位解缠算法的选取很大程度上影响着最终的结果。本文主要介绍和比较了6种常用的相位解缠算法,并选取西藏当雄地区的地震同震影像进行实验分析,对解缠结果的质量进行评价比较。结果表明:统计耗费网络流算法结果充分顾及了相干图所包含的信息,获得了一个较优的全局解,解缠结果的连续性较好。而且直接处理感兴趣的且数据质量好的离散区域,实现效率高,可以将误差限制在一个小范围内,防止误差的再传递,解缠结果较精确。

SAR干涉图滤波与相位解缠算法比较研究

在LP范数框架下,对经典的相位解缠算法的数学模型进行了研究,将解缠算法分为3类,并利用多种解缠方法对伊朗Bam地区的地形SAR干涉图进行了实验分析。结果表明:Goldstein滤波方法有效地减少了残点和枝切线的分布,提高了干涉图的视觉效果和信噪比。基于网络流的L1范数方法可以得到最优的全局解,但运算效率较低;L2范数方法也能得到较好的全局解,运算效率较高;L0范数方法不能得到很好的解缠结果,存在较多的断点和不确定性,但是运算速度极快。

InSAR图像的最小范数法相位解缠研究

推导了 L2 最小范数相位解缠法的实用计算公式,应用 L2 最小范数相位解缠递推算法对InSAR图像进行了计算处理,将L2 最小范数相位解缠法的计算结果与 Goldstain枝切法相位解缠法计算结果进行对比分析。结果表明,最小范数相位解缠法具有收敛快、计算结果精度高等优点。经过 6 次递推后,获得与Goldstain枝切法基本相同的结果。最小范数相位解缠法出现残差点较 Goldstain枝切法少,图像较Goldstain枝切法光滑。

基于改进粒子群算法的二维相位解缠方法

相位解缠是干涉合成孔径雷达(InSAR)干涉数据处理的关键步骤之一,枝切法作为一种经典的相位解缠算法在相位解缠过程中,建立的枝切线长度越短相位的解缠效果越好,枝切线该如何建立至关重要。在旅行商问题(TSP)理论求解最短路径的思想下,一种利用粒子群优化算法建立最短枝切线的方法被提出,该方法在基本粒子群优化算法中引入变异算子对粒子群算法容易陷入局部收敛的缺陷进行了改进。相对于Goldstein枝切法而言,该方法能够更有效的缩短枝切线的长度,避免解缠过程中"孤岛现象"的发生。通过仿真和实测数据验证了该方法的可行性与有效性。

基于密集残差区域划分的快速相位展开算法

为快速稳定地展开干涉相位,提出基于密集残差点划分的快速相位展开算法。算法首先快速获取残差点,进而利用本文给定的准则进行正负残差点配对设置枝切线;根据枝切线及相干系数将残差点密集区域分离出来;相位展开时首先展开高质量区域,进而展开噪声区中非枝切线上的相位,最后展开枝切线上及没有成功展开的相位。仿真数据和实测数据的处理结果表明,本文算法较传统路径跟踪算法在提高了展开精度的同时还大大提高了处理速度。

应用网络规划进行InSAR相位解缠的路径跟踪算法

介绍InSAR相位解缠算法中Goldstein枝切法和基于质量指导的Mask-cut等路径跟踪法的基本原理,分析它们的特点;详细阐述基于网络规划的规则格网和不规则格网的最小费用流相位解缠算法的基本原理,说明网络规划算法在效率和精度上确实优于其他路径跟踪算法,是一种极具潜力的相位解缠方法。