基于枝切法和曲面拟合的雷达合成相位解缠方法_2

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涉相位图的相位梯度变化系数j I的阈值Q2,进而将干涉相位图分为第一质量区域 图和第二质量区域图。
[0047] 相位梯度变化系数是干涉相位图进行质量划分的另一个标准,利用相位梯度变化 系数得到相位梯度变化图,相位梯度变化系数可定义为I I,其表达式为:
[0048]

[0049] 其中,干涉相位图的中心像素点坐标为(r,s),r表示干涉相位图中心像素点的横 坐标,且r e [0,Μ-1],Μ表示干涉相位图单行像素点的总个数;s表示干涉相位图中心像素 点的纵坐标,且s e [0, N-1],N表示干涉相位图单列像素点的总个数,i表示所述干涉相位 图中心像素点(r,s)k阶邻域内的任意一像素点的横坐标,j表示所述干涉相位图中心像素 点(r,s)k阶邻域内的任意一像素点的纵坐标,Σ表示求和符号,且该Σ的范围是所述干涉 相位图中心像素点(r,s)的k阶邻域,表示所述相位梯度变化图横坐标方向的相位缠 绕梯度,M,:表示所述相位梯度变化图纵坐标方向的相位缠绕梯度,^,表示k阶邻域 内的平均值,表示k阶邻域内的平均值。
[0050] 相位梯度变化图与伪相关系数图不同,相位梯度越大,表示干涉相位图的数据质 量越差;相反,若相位梯度越小,则表示干涉相位图的数据质量越好。利用相位梯度变化图 和设定的相位梯度变化图阈值,对干涉相位图进行质量区域划分,得到第一质量区域图和 第二质量区域图。
[0051] 比较伪相关系数图和相位梯度变化图,发现该两类方法均可以对干涉相位图进行 有效的质量区域划分,且效果相似。本发明以伪相关系数图为划分标准。
[0052] 步骤2,利用枝切法对第一质量区域图进行相位解缠,得到第一质量区域图的解缠 相位Φ'+b;其中,(a, b)表示第一质量区域图中像素点的坐标。
[0053] 步骤2的具体子步骤为:
[0054] 2a)根据残差点的计算公式
[0055]
[0056] 得到第一质量区域图中的正残差点坐标和负残差点坐标,并根据该正残差点坐标 和负残差点坐标分别将正残差点和负残差点的位置在第一质量区域图中标注出来,得到第 一质量区域图的正负残差点分布图。
[0057] 具体的,设第一质量区域图中任意一个像素点的坐标为(a,b),表示该像素 点(a,b)与该像素点(a,b)的第c个相邻像素点之差;那么残差点就可以定义为:当第一 质量区域图中像素点(a,b)的相邻四个像素点的中心旋度均不等于0时,就可将该像素点 (a,b)为定义为残差点;然后根据式(3)得到q值,当q为1时,该残差点(a,b)表示为正 残差点;当q为 _1时,该残差点(a, b)表不为负残差点;
[0058] 当第一质量区域图中像素点(a,b)相邻的四个像素点的中心旋度均等于0时,BP q取〇时,该像素点(a,b)定义为非残差点。残差点的计算公式为 CN 105158761 A ^ b/lU 贝
[0059]
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[0060] 其中,表示像素点(a,b)与所述像素点(a,b)的第c个相邻像素点之差,c 表示第一质量区域图中像素点(a,b)的第c个像素点,c e {1,2, 3, 4},q表示判决常数。
[0061] 根据残差点的计算公式,得到第一质量区域图中的正残差点坐标和负残差点坐 标,并根据该正残差点坐标和负残差点坐标分别将正残差点和负残差点的位置在第一质量 区域图中标注出来,得到第一质量区域图的正负残差点分布图。
[0062] 2b)选取第一质量区域图的正负残差点分布图中的第一个正残差点为中心,并在 搜索半径为rXr的范围内进行搜索,若搜到负残差点,则将该正残差点与搜到的负残差点 定义为近点对;相反,若没有搜到负残差点,则将该正残差点定义为远点;其中,rXr表示 设定的初始搜索半径;
[0063] 若该正残差点是远点,则以该远点为中心,在第一质量区域图的正负残差点分布 图中依次在搜索半径为rXr,(r+2) X (r+2),……的搜索范围内再次进行搜索,直到搜到负 残差点,并与该远点组成远点对;若搜索到第一质量区域图的正负残差点分布图边界处仍 未搜到负残差点,则将第一质量区域图的正负残差点分布图边界点作为负残差点,并与该 远点组成远点对,进而得到第一质量区域图的正负残差点分布图中的第一个远点对;其中, rXr表示设定的初始搜索半径,本发明中初始搜索半径为5X5 ;
[0064] 逐个选取第一质量区域图的正负残差点分布图中的每一个正残差点重复此过程, 进而得到第一质量区域图的正负残差点分布图中的P个近点对和Q个远点对;其中,P表示 第一质量区域图的正负残差点分布图中的近点对个数,Q表示第一质量区域图的正负残差 点分布图中的远点对个数;
[0065] 2c)选取第一质量区域图的正负残差点分布图中的第一个远点对的正残差点为中 心、以设置的枝切线长为半径的范围内进行搜索,得到所述范围内的C 1个远点对和D i个近 点对,并将所述范围内的C1个远点对和D if近点对进行重新组合,得到第一质量区域图的 正负残差点分布图中的第一个远点对的正残差点对应范围内重组后的E1A近点对和重组 后的匕个远点对,进而得到第一质量区域图的正负残差点分布图中的第一个远点对的正残 差点对应范围内的G 1个优化后的枝切线。
[0066] 逐个选取第一质量区域图的正负残差点分布图中每一个远点对的正残差点重复 此过程,直到得到第一质量区域图的正负残差点分布图中的Q个远点对的正残差点各自对 应范围内重组后的Ei~E Q个近点对和重组后的F F 〇个远点对,进而得到第一质量区域 图的正负残差点分布图中的Q个远点对的正残差点各自对应范围内的G1-G tj个优化后的 枝切线。
[0067] 具体地,选取第一质量区域图的正负残差点分布图中的第q个远点对的正残差点 为中心、以设置的枝切线长为半径的范围并进行搜索,得到该范围内的C q个远点对和D q个 近点对,并将该范围内的Cq个远点对和Dq个近点对进行重新组合,然后判断根据式(4)计 算得到的重新组合后评价标准值是否比重新组合前的评价标准值减小:若重新组合后评价 标准值减小,则得到第一质量区域图的正负残差点分布图中的第q个远点对的正残差点对 应范围内重组后的Eq个近点对和重组后的F q个远点对,进而得到第一质量区域图的正负残 差点分布图中的第q个远点对的正残差点对应范围内的Gq个优化后的枝切线;若重新组合 后评价标准值没有减小,则将该范围内的Cq个远点对和D q个近点对再次进行重新组合,直 到所述重新组合后得到式(4)的评价标准值减小为止。
[0068]
(4)
[0069] 其中,fitness表示评价标准值,即表示在第一质量区域图的正负残差点分布图 中,该远点对在以设置的枝切线长为半径的范围内搜索到的所有远点对的距离和所有近点 对的距离之和,^表示第一质量区域图的正负残差点分布图中的第q个远点对的正残差点 对应范围内的第f个正残差点的横坐标,·^表示第一质量区域图的正负残差点分布图中的 第q个远点对的正残差点对应范围内的第f个负残差点的横坐标,表示第一质量区域 图的正负残差点分布图中的第q个远点对的正残差点对应范围内的第f个正残差点的纵 坐标、表示第一质量区域图的正负残差点分布图中的第q个远点对的正残差点对应范围 内的第f个负残差点的纵坐标,Cq表示第一质量区域图的正负残差点分布图中的第q个远 点对的正残差点为中心、以设置的枝切线长为半径的范围并进行搜索,得到该范围内远点 对的个数,Dq表示第一质量区域图的正负残差点分布图中的第q个远点对的正残差点为中 心、以设置的枝切线长为半径的范围并进行搜索,得到该范围内近点对的个数,qe {1,2,… ,Q},Q表示第一质量区域图的正负残差点分布图中的远点对个数。
[0070] 逐个选取第一质量区域图的正负残差点分布图中每一个远点对的正残差点重复 此过程,直到得到第一质量区域图的正负残差点分布图中的Q个远点对的正残差点各自对 应范围内重组后的Ei~E Q个近点对和重组后的F F 〇个远点对,进而得到第一质量区域 图的正负残差点分布图中的Q个远点对的正残差点各自对应范围内的G1-Gtj个优化后的 枝切线。
[0071] 随着评价标准值fitness的不断减小,设置的枝切线长度也随之变小。
[0072] 2d)根据第一质量区域图的正负残差点分布图中的Q个远点对的正残差点各自对 应范围内的匕~G Q个优化后的枝切线,对第一质量区域图中的缠绕相位梯度进行积分,得 到第一质量区域图的解缠相位Φ'Μ;其中,(a,b)表示第一质量区域图中像素点的坐标。
[0073] 步骤3,利用第一质量区域图的解缠相位Φ'0,采用多项式曲面拟合法对干涉相 位图的解缠相位进行拟合,得到干涉相位图的η阶多项式拟合函数f(x,y)的系数列向量A 和存在误差的相位干涉图的解缠相位曲面。
[0074] 具体地,多项式曲面拟合法是指利用已知数据选用多项式对待求曲面进行拟合估 计。在相位解缠技术中,利用解缠后的第一质量区域图的解缠相位Φ'μ选用
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