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InSAR干涉图滤波方法比较

安徽农业科学 2009年第17期37卷 8095-8097,8127页

作者：王兴旺张启斌杨勇侯争光姜家庆天津市政工程设计研究院天津300201

干涉条纹图滤波是合成孔径雷达干涉测量处理中不可缺少的重要环节。对干涉条纹图滤波的一个重要要求是在有效抑制噪声的同时尽可能地保持条纹的纹理信息。首先对干涉合成孔径雷达(InSAR)滤波方法进行分类,然后对基于局部统计自适应滤波... 详细信息

干涉条纹图滤波是合成孔径雷达干涉测量处理中不可缺少的重要环节。对干涉条纹图滤波的一个重要要求是在有效抑制噪声的同时尽可能地保持条纹的纹理信息。首先对干涉合成孔径雷达(InSAR)滤波方法进行分类,然后对基于局部统计自适应滤波中的4种算法:Goldstein滤波I、NSAR干涉条纹图的复数空间自适应滤波、鲁棒加权圆周期滤波和正余弦滤波法滤波进行了研究,每种算法都给出了真实数据的处理结果,以比较各种处理算法的优缺点。并且用5种定量的评价指标比较和评价上述4种滤波方法的优劣。

关键词：合成孔径雷达干涉图滤波评价指标

InSAR复数图像配准及干涉图滤波分析研究

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InSAR复数图像配准及干涉图滤波分析研究

作者：谭宏伟合肥工业大学

学位级别：硕士

合成孔径雷达干涉测量（Interferometric Synthetic Aperture Radar,In SAR）是一种主动式三维遥感测绘技术,它具有观测范围大、测量精度高,可以全天时、全天候对地面进行观测的优点,在数字高程重建、地表形变监测、冰川运动研究等领域... 详细信息

合成孔径雷达干涉测量（Interferometric Synthetic Aperture Radar,In SAR）是一种主动式三维遥感测绘技术,它具有观测范围大、测量精度高,可以全天时、全天候对地面进行观测的优点,在数字高程重建、地表形变监测、冰川运动研究等领域具有重要的应用价值。为获得可靠的In SAR测量结果,需要对干涉数据进行高精度的处理。然而,由于干涉数据间失相干效应以及干涉相位周期性等特点,导致In SAR数据处理存在挑战性。本文以提高In SAR测量结果的精度为目标,针对In SAR数据处理流程中的前两步,即SAR复数图像配准和干涉图滤波展开研究。本文主要研究内容如下:（1）针对SAR复数图像实、复互相关函数配准算法无法自主选择高相干控制点以及单一测度函数适应性较差的问题,提出一种高精度的两级配准算法。算法首先采用较为稳健的实互相关函数配准算法对图像初步配准,得到粗精度的干涉图和相干系数图。然后进行高相干控制点的选取以及精配准方法的选择,避免互相关函数配准选取的控制点相干性较低或配准测度函数选择不恰当。配准实验结果表明,相比于实、复互相关函数配准算法以及频谱比值配准算法,所提算法得到的配准图像相干性更高,生成的干涉图相位连续性更好。（2）针对干涉图相位补偿滤波算法地形相位提取不精确以及残余相位滤波不能自适应的问题,提出一种相位补偿自适应滤波算法。算法通过对干涉图预滤波并对预滤波干涉图进行频谱截断的Goldstein平滑处理,有效提高了地形轮廓相位的提取精度。在残余相位滤波时,基于像元相干系数进行自适应像元数目的多视滤波,在有效滤除噪声的同时充分降低相位信息损失。滤波实验结果表明,相比于常用的干涉图滤波算法,所提算法在去除干涉图相位噪声的同时可以有效避免相位损失。（3）针对相位噪声较大时相位矢量欧式距离无法有效度量干涉图像素相似性的问题,提出一种稳健的非局部均值滤波算法。算法首先采用提出的相位补偿自适应滤波算法对干涉图预滤波,在保持相位结构的同时将相位噪声降低至较低水平。然后基于相位矢量欧式距离进行高可靠度像素相似性计算,有效提高干涉图非局部均值滤波的性能。仿真和实测干涉图滤波实验结果表明,相比于三种对比算法,提出算法在仿真干涉图上具有最优的滤波性能,而在实测干涉图上,所提算法产生了一定的相位结构模糊,更加有效的滤波算法仍然有待研究。

关键词：合成孔径雷达干涉测量 SAR复数图像配准干涉图滤波相位补偿滤波非局部均值滤波

基于信噪比的InSAR干涉图相位滤波方法研究

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基于信噪比的InSAR干涉图相位滤波方法研究

作者：孙倩中南大学

学位级别：硕士

合成孔径雷达干涉(Interferometric Synthetic Aperture Radar,InSAR)是近年来发展起来的一种重要对地观测技术,已经在地形测绘、地面沉降、地震和火山监测等方面获得了广泛的应用。在InSAR数据处理中,最重要的步骤之一是相位解缠,而相... 详细信息

合成孔径雷达干涉(Interferometric Synthetic Aperture Radar,InSAR)是近年来发展起来的一种重要对地观测技术,已经在地形测绘、地面沉降、地震和火山监测等方面获得了广泛的应用。在InSAR数据处理中,最重要的步骤之一是相位解缠,而相位解缠的结果直接受到干涉图相位质量的限制。因此,必须要对干涉图相位进行滤波以降低噪声,提高其质量。近年来,国际雷达干涉界已发展多种滤波方法,包括空间域滤波和频域滤波,这些方法均能在一定程度上对InSAR干涉图降噪。但是,它们也有很多不足,例如,滤波参数的选取是以经验而定,具有很大的随机性;噪声的抑制效果并没有明显的提高,此外自适应也不够。基于上述不足,本文提出了一种基于信噪比的InSAR干涉图相位噪声抑制算法。该方法以信噪比作为自适应滤波的影响因子,对干涉图的相位进行平滑处理。基于信噪比滤波的思想对Glodstein干涉图滤波方法进行了改进,使Goldstein滤波参数α依赖于局部信噪比而作自适应变化,低信噪比区域强滤波,高信噪比区域弱滤波。这种改进在降低噪声的同时也有效地减少了信息的丢失。本文采用模拟和真实数据对新滤波算法进行了实验验证。实验结果表明,与经典的和改进的Goldstein滤波相比,新滤波算法不仅能更好地抑制干涉图中的相位噪声,而且能够较好地保持条纹的连续性。本文首次采用信噪比作为干涉图滤波的影响因子,由于信噪比是图像质量较为全面的评价标准,因此可以考虑将该算法推广到其他遥感图像滤波应用中。

关键词：自适应信噪比相位干涉图滤波合成孔径雷达

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一种基于相位补偿的干涉图自适应滤波算法

遥感信息 2021年第4期36卷 55-62页

作者：谭宏伟周芳贺丰收合肥工业大学计算机与信息学院合肥230009 工业安全与应急技术安徽省重点实验室合肥230601 中国航空工业集团公司雷华电子技术研究所江苏无锡214063

为了提高干涉图滤波算法的去噪效果并能充分保持相位细节,在传统干涉图相位补偿滤波的基础上提出一种新的基于相位补偿的自适应滤波算法。首先,采用较小窗口的坡度相位补偿滤波或多视滤波方法对干涉图预滤波,在保持相位结构的同时初步... 详细信息

为了提高干涉图滤波算法的去噪效果并能充分保持相位细节,在传统干涉图相位补偿滤波的基础上提出一种新的基于相位补偿的自适应滤波算法。首先,采用较小窗口的坡度相位补偿滤波或多视滤波方法对干涉图预滤波,在保持相位结构的同时初步降低噪声对干涉图频谱分布的影响;其次,对预滤波干涉图进行频谱截断的Goldstein平滑处理,有效提高相位补偿滤波中地形轮廓相位的提取精度;然后,基于相位噪声标准差与相干系数以及多视视数间的函数关系,结合滤波后的噪声标准差值、滤波的最大视数以及最小视数三个参数,对残余相位进行自适应像元数目的多视滤波,从而避免低相干区域滤波不足或高相干区域滤波过度。对仿真和实测干涉图进行滤波实验。结果表明,相比于对比算法,该算法能更加有效地去除噪声并保持相位的细节信息,滤波效果最好。

关键词：干涉图滤波相位补偿噪声统计特性相干系数自适应滤波

InSAR图的计算统一构架干涉滤波并行计算

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测绘科学 2015年第1期40卷 85-88,67页

作者：高胜曾琪明焦健梁存任童庆禧北京大学遥感与地理信息系统研究所北京100871

作为InSAR处理中的重要操作,干涉图滤波是比较耗时的步骤之一。针对广泛应用的Goldstein滤波算法,文章设计了一种基于GPU的滤波加速方法,定量评价了滤波效果,并探讨了基于GPU加速的滤波时间与数据大小和滤波窗口大小的关系,讨论了当前GP... 详细信息

作为InSAR处理中的重要操作,干涉图滤波是比较耗时的步骤之一。针对广泛应用的Goldstein滤波算法,文章设计了一种基于GPU的滤波加速方法,定量评价了滤波效果,并探讨了基于GPU加速的滤波时间与数据大小和滤波窗口大小的关系,讨论了当前GPU的核心设计在并行计算中的缺点。在取得与CPU处理结果相同精度的前提下,此方法获得大约22倍的加速比。

关键词：干涉合成孔径雷达(InSAR) 干涉图滤波图形处理器(GPU) 计算统一构架(CUDA) 并行处理

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INSAR干涉图的相位解模糊处理

仪器仪表学报 2004年第z1期25卷 657-659页

作者：靳国旺徐青杜丽敏信息工程大学测绘学院郑州450052 沈阳工业大学机械工程学院沈阳110023

在INSAR处理技术中,相位解模糊非常困难,仍然是影响INSAR应用的一大瓶颈。考虑到优秀的干涉图滤波能使相位解模糊变得容易,提出了一种新的相位解模糊方案首先采用矢量滤波方法对干涉图进行较好效果的滤波处理,然后采用基于相干图(或伪... 详细信息

在INSAR处理技术中,相位解模糊非常困难,仍然是影响INSAR应用的一大瓶颈。考虑到优秀的干涉图滤波能使相位解模糊变得容易,提出了一种新的相位解模糊方案首先采用矢量滤波方法对干涉图进行较好效果的滤波处理,然后采用基于相干图(或伪相干图)的区域生长方法进行相位解模糊。实验采用了美国SIR-C数据和欧空局ERS-1/2数据,结果表明干涉图的矢量滤波和基于相干图(或伪相干图)的区域生长方法的综合利用可以成功进行相位解模糊。

关键词： INSAR 干涉图滤波相位解模糊区域生长矢量滤波 DEM

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地表形变监测的改进相干目标法

测绘学报 2016年第1期45卷 36-43页

作者：王明洲李陶江利明徐侃吴文豪武汉大学卫星导航定位技术研究中心湖北武汉430079 中国科学院测量与地球物理研究所湖北武汉430077

如何从雷达干涉时间序列影像中获取更全面的相干目标集合,进行变形时间序列分析是当前研究的难点和热点。本文提出了改进的相干目标法,可获取更为全面且可信度高的相干目标集合,进而提高地表形变监测的时空分辨率和精度。根据雷达影像... 详细信息

如何从雷达干涉时间序列影像中获取更全面的相干目标集合,进行变形时间序列分析是当前研究的难点和热点。本文提出了改进的相干目标法,可获取更为全面且可信度高的相干目标集合,进而提高地表形变监测的时空分辨率和精度。根据雷达影像中同类型地物散射分布相近的特点,采用非参数同分布检验算法提取后向散射特性相近的同质点开展空间非局部滤波,提高干涉图的质量。与此同时,利用多尺度的极大似然条纹频率估计算法分离差分干涉图中的系统性相位,并基于同质点进行自适应相干性估计,获取相干性的平稳估计量,从而获取更多的相干点目标。利用20景TerraSAR-X条带模式时间序列影像,分别利用传统的及改进后的相干目标法对香港填海区域地表形变信息进行时序分析。对试验数据的分析结果表明,本文提出的改进方法在具有稀疏植被的填海区可有效增加相干目标点的提取,得到更为可信的沉降结果。

关键词：相干目标干涉图滤波相干性 TerraSAR-X 形变

基于有选择保边缘平滑法的SAR干涉图像滤波算法

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工程勘察 2008年第11期36卷 50-53,58页

作者：王兴旺易辉伟朱建军张长书胡俊中南大学信息物理工程学院长沙410083

本文提出了一种基于有选择保边缘平滑的合成孔径雷达干涉图像相位噪声抑制的算法。该方法以方差作为各个邻域均匀性的测度,分别对干涉图的实部和虚部进行平滑处理,不仅可以有效地抑制SAR干涉图的相位噪声,较好地保持边缘细节,而且处理... 详细信息

本文提出了一种基于有选择保边缘平滑的合成孔径雷达干涉图像相位噪声抑制的算法。该方法以方差作为各个邻域均匀性的测度,分别对干涉图的实部和虚部进行平滑处理,不仅可以有效地抑制SAR干涉图的相位噪声,较好地保持边缘细节,而且处理所得的图像结果有着良好的视觉效果。

关键词：有选择保边缘平滑法合成孔径雷达干涉图滤波评价指标

优化条纹频率估计的改进InSAR-BM3D滤波方法

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测绘科学 2022年第9期47卷 154-162页

作者：李世伟余洁朱琳韩丽华陈蜜首都师范大学资源环境与旅游学院北京100048 首都师范大学城市环境过程与数字模拟国家重点实验室培育基地北京100048 首都师范大学三维信息获取与应用教育部重点实验室北京100048 地面沉降机理与防控教育部重点实验室北京100048 自然资源部国土卫星遥感应用中心北京100048

针对InSAR-BM3D滤波在干涉图条纹密集、噪声严重情况下,存在的对干涉条纹保护较差、易丢失细节信息的问题,该文利用圆周期中值滤波对条纹频率估计方法进行优化以提高条纹频率估计精度,并利用优化的条纹频率方法对InSAR-BM3D滤波方法进... 详细信息

针对InSAR-BM3D滤波在干涉图条纹密集、噪声严重情况下,存在的对干涉条纹保护较差、易丢失细节信息的问题,该文利用圆周期中值滤波对条纹频率估计方法进行优化以提高条纹频率估计精度,并利用优化的条纹频率方法对InSAR-BM3D滤波方法进行改进。为验证本文改进滤波方法的有效性,分别进行模拟数据与真实数据的滤波实验,并将改进滤波方法与未改进InSAR-BM3D滤波以及常用的Lee滤波、Goldstein滤波、小波硬阈值滤波、小波软阈值滤波进行滤波结果的定性和定量比较。结果表明,改进滤波方法在保持InSAR-BM3D滤波高效抑制噪声优势的同时,提高了对干涉条纹边缘和细节的保护能力,能获得更好的滤波效果。

关键词：干涉图滤波 InSAR-BM3D滤波相位噪声条纹频率