一种小波域干涉合成孔径雷达相位滤波方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及干涉小波域合成孔径雷达（Interferometric Synthetic Aperture Radar，InSAR)的数据处理技术，尤其涉及一种小波域InSAR相位滤波的方法及装置。
【背景技术】
[0002] InSAR技术广泛应用于大规模的数字高程模型（Digital Elevation Model，DEM) 的建立、地形制图、地球表面形变场的探测、森林调查与制图、海洋测绘以及土地利用与分 类等方面；其中，地球表面形变场的探测包括：地震位移测量、火山运动监测、冰川漂移、地 表沉降与山体滑坡等引起的地表位移监测等。
[0003] 但是，InSAR相位图中存在的噪声不仅影响InSAR应用中获得的高程信息和变化 量的精度，而且噪声引起的残差点增加了 InSAR相位滤波的复杂度。因此，需要对InSAR相 位进行滤波。
[0004] 目前，主流的均值InSAR相位滤波算法和中值InSAR相位滤波算法均无法根据局 部地形和噪声分布进行滤波；为解决这些问题，提出了对局部噪声强弱和地形分布有自适 应功能的Lee滤波算法，Lee滤波算法虽然对局部噪声强弱和地形分布有自适应功能，但在 复杂地形下的InSAR相位图的滤波精度低。
【发明内容】
[0005] 为解决现有存在的技术问题，本发明实施例提供一种小波域InSAR相位滤波方法 及装置。
[0006] 本发明实施例提供的InSAR相位滤波的方法，包括：对InSAR相位图中的数据进行 N级小波包变换；其中，N> 1，且N为正整数；识别第N级小波域信号，标记所识别的信号的 增长过程；对经过N级小波变换后的InSAR相位图进行滤波；对滤波后的InSAR相位图进行 小波逆变换。
[0007] 上述方案中，所述标记所识别的信号的增长过程，包括：根据第i级小波域信号的 位置（X，y)标记对应位置为（2x-l，2y_l)、（2x_l，2y)、（2x，2y_l)和（2x，2y)的第 i-Ι 级 小波域信号；其中，i < N，i为正整数。
[0008] 上述方案中，所述对经过N级小波变化后的InSAR相位图进行滤波，包括：对经过 N级小波变化后的InSAR相位图进行下采样，下采样后对小于第一滤波阈值处的InSAR相位 图进行均值滤波。
[0009] 上述方案中，（2x-l，2y_l)与（X，y)相同，第i级小波系数中（X，y)为信号点时， P (2x, 2y) - P p I彡ε。，则p位置小波系数为信号系数；I p (2x, 2y) - P p I > ε。，则p位置小 波系数为噪声系数；
[0010] 第i级小波系数中（X，y)为噪声点时，I P (2x, 2y) - P p I彡ε。，则P位置 小波系数为噪声系数；I P (2X，2y)-pp|>e。，则ρ位置小波系数为信号系数；其中， p e {(2x-l，2y), (2x，2y-l), (2x，2y)}，P 为互相关系数。
[0011] 上述方案中，所述识别第N级小波域信号，包括：根据信号与噪声在不同尺度空间 的分量比例识别第N级小波域信号。
[0012] 本发明实施例还提供一种小波域InSAR相位滤波装置，所述装置包括：变换模块、 识别模块、标记模块、滤波模块和逆变换模块；其中，
[0013] 所述变换模块，用于对InSAR相位图中的数据进行N级小波包变换；其中，N > 1， 且N为正整数；
[0014] 所述识别模块，用于识别第N级小波域信号；
[0015] 所述标记模块，用于标记所识别的信号的增长过程；
[0016] 所述滤波模块，用于对经过N级小波变换后的InSAR相位图进行滤波；
[0017] 所述逆变换模块，用于对滤波后的InSAR相位图进行小波逆变换。
[0018] 上述方案中，所述标记模块，具体用于根据第i级小波域信号的位置（x，y)标记对 应位置为（2x-l，2y_l)、（2x_l，2y)、（2x，2y_l)和（2x，2y)的第i-Ι级小波域信号；其中， i彡N，i为正整数。
[0019] 上述方案中，所述滤波模块，具体用于对经过N级小波变化后的InSAR相位图进行 下采样，下采样后对小于第一滤波阈值处的InSAR相位图进行均值滤波。
[0020] 上述方案中，（2x-l，2y_l)与（X，y)相同，第i级小波系数中（X，y)为信号点时， P (2x, 2y) - P p I彡ε。，则p位置小波系数为信号系数；I p (2x, 2y) - P p I > ε。，则p位置小 波系数为噪声系数；
[0021] 第i级小波系数中（X，y)为噪声点时，I P (2x, 2y) - P p I彡ε。，则ρ位置 小波系数为噪声系数；I P (2X，2y)-pp|>e。，则ρ位置小波系数为信号系数；其中， p e {(2x-l，2y), (2x，2y-l), (2x，2y)}，P 为互相关系数。
[0022] 上述方案中，所述识别模块，具体用于根据信号与噪声在不同尺度空间的分量比 例识别第N级小波域信号。
[0023] 本发明实施例所提供的小波域InSAR相位滤波方法及装置，对InSAR相位图中的 数据进行N级小波包变换；识别第N级小波域信号，标记所识别的信号的增长过程；对经过 N级小波变换后的InSAR相位图进行下采样，下采样后对小于第一滤波阈值处的小波系数 进行均值滤波，再对滤波后的InSAR相位图进行小波逆变换。如此，通过对小于第一滤波阈 值处的InSAR相位图进行滤波，能够够有效地辨别复杂地形处的信号和噪声，提高InSAR相 位滤波的精度，并很好地保持了 InSAR相位图中的边缘细节。
【附图说明】
[0024] 图1为本发明实施例小波域InSAR相位滤波方法的基本处理流程示意图；
[0025] 图2为本发明实施例滤波处理前的InSAR相位图示意图；
[0026] 图3为本发明实施例滤波处理后的InSAR相位图示意图；
[0027] 图4为本发明实施例小波域InSAR相位滤波装置的组成结构示意图。
【具体实施方式】
[0028] 在本发明的各种实施例中，对InSAR相位图中的数据进行N级小波包变换；其中， N > 1，且N为正整数；识别第N级小波域信号，标记所识别的信号的增长过程；对经过N级 小波变换后的InSAR相位图进行滤波，再对滤波后的InSAR相位图进行小波逆变换。
[0029] 本发明实施例小波域InSAR相位滤波方法的处理流程，如图1所示，包括以下步 骤：
[0030] 步骤101，对InSAR相位图中的数据进行N级小波包变换；
[0031] 具体地，可根据实际情况选择二维小波变换方法，对InSAR相位图进行三级或多 级小波变换；
[0032] 具体如何进行小波变换属于现有技术，这里不再赘述。
[0033] 步骤102,识别第N级小波域信号；
[0034] 这里，若在步骤101中进行3级小波变换，则识别第3级小波域信号；
[0035] 具体地，根据信号与噪声在不同尺度空间的分量比例识别第N级小波域信号，识 别第N级小波域信号的依据为：
[0036] 々、 11);
[0037] 其中，1"表示频率范围为[0,2 1Ji)的小波变换后的信号的强度表示与Iw对应 的空间域的噪声方差，4的值可通过频率范围为[2、，π)的小波系数计算得到，为该频 率范围内小波系数实部与虚部的平方和；
[0038] 根据计算得到的rslg与预设的阈值进行比较，在Γ slg大于阈值时，识别为小波域 信号；这里，所述阈值可根据实际应用环境进行设置；
[0039] 在只有噪声的情况下，小波域信号强度的均值可由下式确定：
\ / -5：
[0041] 其中，DWT表示数字小波变换。
[0042] 步骤103,标记所识别的信号的增长过程；
[0043] 具体地，在根据第i级的信号位置（x，y)标记第i-Ι级小波系数中对应位置 (2x_l, 2y_l)、（2x_l, 2y)、（2x, 2y_l)及（2x, 2y)彳目号点时，根据互相关系数进行彳目号标记；
[0044] 在（2x-l, 2y_l)与（X，y)相同时，第i级小波系数中（X，y)为信号点时， P (2x, 2y) - P p I彡ε。，则p位置小波系数为信号系数；I p (2x, 2y) - P p I > ε。，则p位置小 波系数为噪声系数；其中，ε。为预设的根据实际应用环境灵活设置的参数值。
[0045] 第i级小波系数中（X，y)为噪声点时，I P (2x, 2y)_P ρ|彡ε。，则ρ位置小波系 数为噪声系数；I P (2x，2y) - P p I > ε。，则ρ位置小波系数为信号系数；
[0046] 其中，ρ e {(2x_l，2y)，（2x，2y_l)，（2x，2y)}，且