性。
[0117] 图IlA是Goldstein枝切法解缠的误差分布图；图IlB是最小二乘法解缠的误差 分布图；图IlC是质量图引导法解缠的误差分布图；图IlD是本发明解缠的误差分布图。
[0118] 对比图11A、图11B、图11C、图11D，即使用本发明方法得到的误差分布分别与使用 Goldstein枝切法得到的误差分布、使用最小二乘法得到的误差分布、使用质量图引导法得 到的误差分布进行对比可以发现，本发明的误差分布较为均匀，且误差值偏小，说明本发明 方法对相位进行解缠的准确度高。
[0119] 表1是分别使用Goldstein枝切法、最小二乘法、质量图引导法以及本发明方法进 行相位解缠后得到的均方误差对比关系表。
[0120] 表1
[0121]
[0122] 由表1可以看出，首先，本发明的雷达相位解缠方法没有未解缠区域，说明本发明 方法解缠全面彻底，解缠区域覆盖整个干涉相位图；其次，本发明的雷达相位解缠方法的解 缠相位的均方误差较小，说明本发明方法的解缠准确度高，提高了干涉相位图解缠的准确 度。
[0123] 综上所述，仿真实验验证了本发明的正确性，有效性和可靠性。
[0124] 显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精 神和范围；这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围 之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
【主权项】
1. 一种基于枝切法和曲面拟合的雷达相位解缠方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1，将SAR图像经过图像配准后的图像数据与该SAR图像经过图像配准后的图像数 据共辄相乘，得到干涉相位图，并得到所述干涉相位图的伪相关系数；设定所述干涉相位图 的伪相关系数的阈值，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； 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'Μ;其中，（a, b)表示第一质量区域图中像素点的坐标； 步骤3,利用第一质量区域图的解缠相位Φ'μ，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 在误差的干涉相位图的解缠相位曲面； 步骤4,根据η阶多项式拟合函数f(x，y)的系数列向量A，并采用遗传算法对得到的 存在误差的干涉相位图的解缠相位曲面进行优化，得到优化后的干涉相位图的解缠相位曲 面，即干涉相位图的最终解缠相位。2. 如权利要求1所述的一种基于枝切法和曲面拟合的雷达相位解缠方法，其特征在 于，在步骤2中，所述得到第一质量区域图的解缠相位Φ'0，得到第一质量区域图的解缠 相位Φ'Μ的具体子步骤为： 2a)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；其中，表不像素点（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。 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； 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；其中，rXr表示设定的初始搜索半径； 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； 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C1个远点对和D1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E1个近点对和重组后 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G1个优化后的枝切线。 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 β个近点对和重组后的F F β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Gi~G/h优化后的枝切 线。 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'+b;其中，（a, b)表示第一质量区域图中像素点的坐标。3. 如权利要求2所述的一种基于枝切法和曲面拟合的雷达相位解缠方法，其特征在 于，所述搜索半径为rXr表示设定的初始搜索半径，所述初始搜索半径为5X5。4. 如权利要求1所述的一种基于枝切法和曲面拟合的雷达相位解缠方法，其特征在 于，在步骤3中，所述干涉相位图的η阶多项式拟合函数f(x，y)表示为： f (x, y) = α 〇+ a lX+ a 2y+ α 3χ2+ α 4xy+ α 5y2+. . . + α myn 其中，α。，α α 2...... α η表示相位干涉图的η阶多项式拟合函数的系数；所述干涉相 位图的η阶多项式拟合函数f (X，y)的第m个系数a m的下标m和所述干涉相位图的η阶 多项式拟合函数f (X，y)的阶数η的关系为：m>n。5. 如权利要求1所述的一种基于枝切法和曲面拟合的雷达相位解缠方法，其特征在 于，在步骤3中，所述干涉相位图的η阶多项式拟合函数f (X，y)，其最小均方误差E为：其中，Φ'Μ表示解缠后的第一质量区域图中像素点（a，b)的解缠相位，相位干涉图的 η阶多项式拟合函数f(x，y)在第一质量区域图中像素点（a，b)处的值用f(xaib，ya， b)表示， xaib表示第一质量区域图中像素点（a, b)在X轴方向的坐标，yaib表示第一质量区域图中像 素点（a，b)在y轴方向的坐标，S1表示第一质量区域图中的所有像素点，Σ表示求和符号， 该Σ的范围是第一质量区域图。6. 如权利要求1所述的一种基于枝切法和曲面拟合的雷达相位解缠方法，其特征在 于，在步骤4中，所述采用遗传算法对得到的存在误差的干涉相位图的解缠相位曲面进行 优化，其具体子步骤为： 4a)根据相位干涉图的η阶多项式拟合函数f(x，y)的系数列向量A，得到初始种群 P(O); 4b)设定最大进化代数为T，并根据评价函数ε 2的计算公式和初始种群P (〇)，得到下一代种群P (t);其中，t表示迭代次数，t的初始值为1 ;其中， vr:表示存在误差的干涉相位图的解缠相位曲面的缠绕相位梯度列向量，▽#:表示干涉 相位图的η阶多项式拟合函数f(x, y)中解缠相位梯度列向量； 4c)将迭代次数t的值加1，重复子步骤4b)，直到迭代次数t的值等于设置的最大进化 代数T，进而得到优化后的干涉相位图的η阶多项式拟合函数f(x，y)的系数； 4d)根据优化后的η阶多项式拟合函数f(x，y)的系数，得到优化后的干涉相位图的解 缠相位曲面。
【专利摘要】本发明公开了一种基于枝切法和曲面拟合的雷达相位解缠方法，其主要思路是：SAR图像经过图像配准后的图像数据与该SAR图像经过图像配准后的图像数据共轭相乘，得到干涉相位图，进而得到干涉相位图的伪相关系数；设定所述干涉相位图的伪相关系数阈值，得到第一质量区域图和第二质量区域图，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，并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，得到干涉相位图的多项式拟合函数的系数列向量和存在误差的干涉相位图的解缠相位曲面，采用遗传算法对存在误差的干涉相位图的解缠相位曲面进行优化，得到优化后的干涉相位图的解缠相位曲面，即干涉相位图的最终解缠相位。
【IPC分类】G01S13/90, G01S7/285, G01S7/35
【公开号】CN105158761
【申请号】CN201510547714
【发明人】冯大政, 杨凡, 王逸凡, 张妍
【申请人】西安电子科技大学
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年8月31日