本發(fā)明涉及相位解纏技術。
背景技術：
在當前insal(干涉合成孔徑激光雷達)進行成像的過程中，需要進行相位解纏，而對于insal系統(tǒng)而言相位解纏一般選擇insar(合成孔徑雷達干涉)方法實現(xiàn)，但由于系統(tǒng)的信號源不同導致系統(tǒng)噪聲的來源不同，使得在insal的熱噪聲與散粒噪聲的影響下，insar的相位解纏方法的解纏結果較差，會出現(xiàn)明顯的誤差區(qū)域以及分布不均勻的誤差點，進而影響了下一步目標高程重建步驟的精度。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有相位解纏方法的解纏結果較差，會出現(xiàn)明顯的誤差區(qū)域以及分布不均勻的誤差點，降低了下一步目標高程重建步驟的精度的問題，從而提供基于insal的區(qū)域濾波質量引導相位解纏方法。
本發(fā)明所述的基于insal的區(qū)域濾波質量引導相位解纏方法，該方法包括以下步驟：
步驟一、確定整體干涉相位圖的相位質量最高的像元點，對該點進行相位解纏；
步驟二、從相位質量最高的像元點出發(fā)，檢測與該點相鄰的四個像元點，對該四個像元點進行解纏，并將解纏后的每個像元點的相鄰的未解纏的像元點存儲在鄰接列中；
步驟三、從鄰接列中選出相位質量最高的像元點，對該像元點進行相位解纏，并將該像元點的相鄰的未解纏的像元點存儲在鄰接列中，更新鄰接列；
重復步驟三，直至所有的像元點相位解纏完畢，得到初級解纏圖；
步驟四、確定初級解纏圖的誤差點，得到像元點誤差標志矩陣，以矩陣中所標志的像元點坐標為中心，作m×m的窗口作為待濾波的區(qū)域標志，得到像元點誤差標志矩陣擴展圖；m為大于1的整數(shù)；
步驟五、根據(jù)像元點誤差標志矩陣擴展圖對初級解纏圖進行區(qū)域濾波，得到經過區(qū)域濾波后的相位圖。
優(yōu)選的是，步驟四所述確定初級解纏圖的誤差點的方法為：
計算第i行、第j列的像元點的方位向和距離向的相鄰相位差△φxn、△φyn，
其中，φi+1,j為第i+1行、第j列的像元點的相位，φi,j為第i行、第j列的像元點的相位，φi,j+1為第i行、第j+1列的像元點的相位；
當像元點的方位向和距離向的相鄰相位差均大于閾值
優(yōu)選的是，步驟五所述區(qū)域濾波的濾波方式為均值濾波。
本發(fā)明從現(xiàn)有insar相位解纏方法出發(fā)，提出一種區(qū)域濾波質量引導相位解纏方法，在原質量引導相位解纏算法的基礎上，加入了誤差點識別與擴展、區(qū)域濾波等步驟，使得經過區(qū)域濾波質量引導相位解纏方法處理后的相位圖噪聲幅度大幅下降，相位變化更加平滑，有利于下一步目標高程重建。
附圖說明
圖1是具體實施方式一所述的基于insal的區(qū)域濾波質量引導相位解纏方法的流程圖。
具體實施方式
具體實施方式一：結合圖1具體說明本實施方式，本實施方式所述的基于insal的區(qū)域濾波質量引導相位解纏方法，該方法包括以下步驟：
步驟一、確定整體干涉相位圖的相位質量最高的像元點，對該點進行相位解纏；
步驟二、從相位質量最高的像元點出發(fā)，檢測與該點相鄰的四個像元點，對該四個像元點進行解纏，并將解纏后的每個像元點的相鄰的未解纏的像元點存儲在鄰接列中；
相鄰是指方位向或距離向相鄰；
步驟三、從鄰接列中選出相位質量最高的像元點，對該像元點進行相位解纏，并將該像元點的相鄰的未解纏的像元點存儲在鄰接列中，更新鄰接列；
重復步驟三，直至所有的像元點相位解纏完畢，得到初級解纏圖；
步驟四、確定初級解纏圖的誤差點，得到像元點誤差標志矩陣，以矩陣中所標志的像元點坐標為中心，作m×m的窗口作為待濾波的區(qū)域標志，得到像元點誤差標志矩陣擴展圖；m為大于1的整數(shù)；
步驟五、根據(jù)像元點誤差標志矩陣擴展圖對初級解纏圖進行區(qū)域濾波，得到經過區(qū)域濾波后的相位圖。本實施方式中，m為5。
insal為了得到目標的高程信息，需要對整體干涉相位圖進行相位解纏，而現(xiàn)有的insar相位解纏方法在insal系統(tǒng)中的相位解纏結果不佳，而相比而言結果較好的質量引導相位解纏方法，處理后也會產生大量分布不均的誤差點。誤差點是質量引導相位解纏算法在insal圖像配準時產生的一種隨機誤差，由于真實相位圖的連續(xù)性，可以通過相鄰相位點的相位差和閾值的差值判斷相鄰點是否出現(xiàn)了誤差來識別誤差點。而單一地考慮一個方向的誤差，即只考慮沿方位向(或距離向)的相鄰點相位差是不準確的，因為單一方向的誤差可能在另一個方向得到了正確的解纏結果。所以采用橫縱誤差識別的方式，即只有當方位向和距離向的相鄰相位差達到閾值的標準時才被判定為誤差點，即以式(1)得到兩個方向的偏差值。
通過對初級解纏圖進行相鄰點相位差與閾值的比較，當滿足(2)時，可以判定該點為誤差點，從而可以得到像元點誤差標志矩陣。閾值的設置可以根據(jù)初級解纏圖的誤差幅度確定，也可以以所有相鄰點相位差的平均值作為閾值，從而減弱了由于不連續(xù)區(qū)域的質量圖判斷錯誤所導致的傳播誤差。而此時的閾值可能會影響到相位變化較大的點的解纏結果，所以這種方法適用于相位變化較緩的解纏情況。
在得到了像元點誤差標志矩陣后，需要考慮誤差點的濾除。本實施方式沒有采用全局濾波而是選擇了以像元點誤差標志矩陣中的誤差點為中心劃定區(qū)域進行區(qū)域濾波，是因為誤差點外通過質量引導的相位解纏算法得到的相位結果是近乎準確的，如果選擇類似中值濾波或均值濾波等全局濾波的方式進行濾波，雖然可以將誤差點處濾掉，但也會導致解纏正確的點受到誤差點影響，使得正確點的相位值產生新的誤差。雖然可以使整個相位圖更加平滑，但會導致像元點的相位值無法反映真實的目標點相位值，本實施方式采用區(qū)域濾波，對存在誤差的區(qū)域進行濾波，從而可以在將誤差點相位值平滑到與附近相位值同等水平的情況下，不對正確解纏點產生影響，從而實現(xiàn)最大限度地對解纏偏差值的修正與平滑。
對于濾波方式的選擇，由于insal噪聲主要是散粒噪聲與熱噪聲，而這兩種噪聲的數(shù)學模型都屬于高斯白噪聲，在濾波方式中，均值濾波可以很好地抑制高斯噪聲，雖然不能完全去除噪聲，但可以實現(xiàn)對噪聲的削弱。經過均值濾波處理后的區(qū)域的圖像邊緣和細節(jié)處會變的更模糊，也就是在削弱噪聲的同時會對相位圖噪聲區(qū)域附近進行模糊平滑處理，這滿足相位圖連續(xù)平滑的需求。
本實施方式沒有選擇整幅圖像濾波而進行區(qū)域濾波，是因為經過分析仿真結果發(fā)現(xiàn)，誤差點多數(shù)為單點誤差，且分布不均，如果進行全局濾波會導致誤差點在全局范圍內擴散，使得解纏精度下降。而區(qū)域濾波對誤差點附近的相位點做均值濾波處理，防止誤差擴散的同時，使誤差引起的相位波動降低，從而提高解纏算法的精度。
與現(xiàn)有insar相位解纏算法相比，本發(fā)明的區(qū)域濾波質量引導相位解纏方法可以有效識別初級解纏后的誤差點并降低誤差程度，使得解纏精度得到了提高。
對于本領域技術人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實施例的細節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內的所有變化囊括在本發(fā)明內。
雖然在本文中參照了特定的實施方式來描述本發(fā)明，但是應該理解的是，這些實施例僅僅是本發(fā)明的原理和應用的示例。因此應該理解的是，可以對示例性的實施例進行許多修改，并且可以設計出其他的布置，只要不偏離所附權利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍。應該理解的是，可以通過不同于原始權利要求所描述的方式來結合不同的從屬權利要求和本文中所述的特征。還可以理解的是，結合單獨實施例所描述的特征可以使用在其他所述實施例中。