专利名称：基于相关加权联合子空间投影的InSAR干涉相位估计方法
技术领域：
本发明属于雷达探测技术领域，特别是涉及一种基于相关加权联合子空间投影的 MSAR干涉相位估计方法，其可以在合成孔径雷达SAR图像配准精度很差的条件下准确地估计出相应像素间的干涉相位。
背景技术：
干涉合成孔径雷达hSAR是一种获取地面数字高程图的重要遥感技术。hSAR技术中的三大关键处理步骤是SAR图像配准、干涉相位估计即干涉相位噪声滤波和相位展开。若图像配准的精度较差，将使后面的相位展开难以获得令人满意的结果。因为传统的相位展开方法，例如枝切法、区域增长法和最小二乘LS算法的性能受图像配准精度的影响很大，都要求图像配准的精度达到1/10 1/100个分辨单元，否则将会严重影响相位展开的性能。然而，对于相干性较低和不同几何形变的两幅图像，精确配准会存在困难。因此， 研究对图像配准误差具有强稳健的干涉相位估计方法具有重要的实用价值。目前，对图像配准误差稳健的干涉相位估计方法主要有以下几种1.李真芳等人在2006年的IEEE Trans. On GRS上发表的文章 《ImageAuto-Coregistration and InSAR Interferogram Estimation Using Joint Subspace Projection))中，采用了相邻像素的相干信息和空间投影技术，虽然该方法可以在存在配准误差时获得满意的干涉相位估计结果，但是在估计干涉相位时首先要确定噪声子空间维数，若噪声子空间维数估计不准，必定影响干涉相位的估计结果。2.李海等人在2007年电子学报第三期上发表的文章《hSAR自适应图像配准的干涉相位估计方法》中，提出了基于加权联合单像素模型的干涉相位估计方法，虽然在估计干涉相位时不需要确定噪声子空间维数，但是在估计干涉相位时需要首先确定配准误差方向，并且确定最优权值时需要搜索，因此计算量较大。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种基于相关加权联合子空间投影的 MSAR干涉相位估计方法，以解决在SAR图像配准精度很差条件下无法准确估计出相应像素间的干涉相位问题。为了达到上述目的，本发明提供的基于相关加权联合子空间投影的MSAR干涉相位估计方法包括按顺序进行的下列步骤1)用传统的相关法以主图像作为参考对副图像进行粗配准，得到粗配准图像；2)利用主图像和粗配准图像构造相关加权观测矢量；3)计算相关加权联合协方差矩阵和加权联合相关函数矩阵；4)计算噪声子空间和信号子空间；5)用噪声子空间投影来构造代价函数，并通过代价函数估计干涉相位。在步骤2~)中，所述的构造相关加权观测矢量的方法是
a.分别计算主图像中像素a与粗配准图像中像素m的相关系数
权利要求
1.一种基于相关加权联合子空间投影的^SAR干涉相位估计方法，其特征在于所述的^SAR干涉相位估计方法包括按顺序进行的下列步骤1)用传统的相关法以主图像作为参考对副图像进行粗配准，得到粗配准图像；2)利用主图像和粗配准图像构造相关加权观测矢量；3)计算相关加权联合协方差矩阵和加权联合相关函数矩阵；4)计算噪声子空间和信号子空间；5)用噪声子空间投影来构造代价函数，并通过代价函数估计干涉相位。
2.根据权利要求1所述的基于相关加权联合子空间投影的^SAR干涉相位估计方法， 其特征在于在步骤2)中，所述的构造相关加权观测矢量的方法是a.分别计算主图像中像素a与粗配准图像中像素m的相关系数
3.根据权利要求1所述的基于相关加权联合子空间投影的^SAR干涉相位估计方法， 其特征在于在步骤3)中，所述的相关加权联合协方差矩阵用下式得出 Cjs (i, w) = E{js(i, w) jsH(i, w)} 所述的加权联合相关函数矩阵用下式得出
4.根据权利要求1所述的基于相关加权联合子空间投影的^SAR干涉相位估计方法， 其特征在于在步骤4)中，所述的噪声子空间是由相关加权联合协方差矩阵C>(i，w)(维数为8X8)的小特征值所对应的特征矢量构成；信号子空间是由对加权联合相关函数矩阵 Rjs(i,w)进行特征值分解而获得的大特征值矢量Pg (k= 1，2，3，4)和导向矢量的Hadamard 积所构成。
5.根据权利要求1所述的基于相关加权联合子空间投影的^SAR干涉相位估计方法， 其特征在于在步骤幻中，所述的干涉相位估计方法为用噪声子空间投影来构造代价函数k 二1 / 二1式中3伙.)=[1,一,1,一,W,一f为导向矢量，(^i的取值范围是[_π，π]，上面的代价函数达到最小值时所对应的干涉相位( 即为干涉相位估计结果。
全文摘要
一种基于相关加权联合子空间投影的InSAR干涉相位估计方法。其包括用传统的相关法以主图像作为参考对副图像进行粗配准，得到粗配准图像；利用主图像和粗配准图像构造相关加权观测矢量；计算相关加权联合协方差矩阵和加权联合相关函数矩阵；计算噪声子空间和信号子空间；用噪声子空间投影来构造代价函数，并通过代价函数估计干涉相位。本发明提供的基于相关加权联合子空间投影的InSAR干涉相位估计方法可用于在合成孔径雷达SAR图像配准精度很差的条件下对其相应像素间的干涉相位进行准确地估计。
文档编号G01S7/36GK102565798SQ20121000341
公开日2012年7月11日 申请日期2012年1月9日 优先权日2012年1月9日
发明者吴仁彪, 李海, 贾琼琼 申请人:中国民航大学