一种改进的Goldstein InSAR干涉图滤波算法

提出了一种抑制InSAR干涉图噪声并保持干涉图条纹细节的算法,该算法改进了Goldstein滤波的参数α,将干涉图的相位标准偏差函数模型作为参数。相位标准偏差是相位噪声的体现,以干涉图的相位噪声强弱来决定滤波的强弱,噪声强的局部区域强滤波,噪声弱的局部区域弱滤波。实验结果表明,此方法改善了滤波效果,增强了滤波的局部自适应性和条纹细节的保真性。     

基于局部条纹频率估计的二维高斯滤波方法

提出一种基于局部条纹频率估计的干涉相位图二维高斯滤波方法。该方法采用最大似然法估计局部条纹频率,并用相位噪声的局部标准差评价噪声强度,从而控制滤波器参数实现自适应滤波,并采用仿真数据和SIR-C/XSAR在意大利Etna火山的干涉数据进行试验,将本算法与均值滤波方法和中值滤波方法以及Goldstein滤波方法进行了比较。试验结果表明,该方法不仅能够有效抑制干涉相位噪声,还能够很好地保持干涉条纹的细节信息。     

基于自适应中心加权中值和Goldstein的InSAR干涉图强噪声滤波方法

针对现有的滤波方法在处理强噪声干涉图时的不足,提出一种基于自适应中心加权中值和Goldstein的两步干涉图滤波方法。试验结果表明,构造的针对强噪声干涉图的两步滤波法在滤除噪音的同时,可以很好地保存干涉图的条纹信息。与经典的Goldstein方法相比,新方法的滤波效果可以提高22.4%和43.6%。     

一种基于条纹中心线的InSAR干涉图滤波方法

干涉条纹图噪声的滤除是InSAR数据处理的关键步骤之一.针对干涉条纹图的各向异性特征!提出一种基于条纹中心线的InSAR干涉图滤波算法!考虑到干涉条纹中心线获取的复杂性!此算法采用细胞神经网络快速提取干涉条纹图的条纹中心线#通过用真实的InSAR干涉图实验证明此方法具有很好的滤波效果!滤波结果视觉特征良好,残余点减少,保持了图像的边缘和细节特征!而且降低了为滤波效果所付出的时间代价.     

联合EEMD-KECA算法的InSAR干涉相位时频滤波

根据干涉图信号和噪声时频分布差异的特点,提出一种改进的基于经验模态分解EEMD的InSAR干涉相位滤波方法。该方法首先利用可有效降低模态混叠的EEMD算法,对干涉图的实部及虚部分别进行2维经验模态分解,获得具有不同时间尺度的模态分量;然后根据信号和噪声分量的时间尺度分布特性的差异,采用适用于非线性信号分析的KECA算法对噪声识别、分离;最后利用去除噪声后的模态分量重构干涉图。为了证明本文方法的有效性,分别利用模拟数据及真实InSAR差分干涉相位进行滤波试验。对比本文EEMD-KECA滤波方法、Goldstein滤波、圆周期—中值滤波、EMD分解、EMD-PCA方法的滤波效果,采用相干斑指数、均方差指数、边缘保持指数进行定量评价。结果表明,与经典InSAR干涉图滤波方法相比,本文联合EEMD-KECA算法的滤波方法能有效滤除干涉图噪声,且在条纹边缘等细节信息的保持上也具有较大优势。     

一种改进的SAR干涉图综合滤波算法研究

SAR干涉图作为相位信息的载体,其质量直接影响对研究区域形变状况的进一步分析,采取有效的滤波算法能抑制干涉图相位噪声,提高干涉测量精度。在获得的干涉相位图中,由于矿区开采而造成的地表沉降会体现出近环状相位条纹的特征。针对这一特点,对传统的基于梯度的滤波算法做出了改进,并结合Goldstein频域滤波和改进的梯度自适应滤波,提出了一种适用于矿区沉降形成的SAR干涉相位模式滤波方法。选取河北峰峰煤矿的PALSAR干涉相位图作为实验数据,对该滤波方法做出了详细的性能评价和对比。结果表明,采用本文提出的综合滤波方法在显著降低实验区SAR干涉图相位噪声的同时,也很好地保持了相位分辨率,使由于矿区沉降而造成的形变相位环的边缘形态更加清晰。     

一种局部自适应的干涉相位图滤波方法

提出了一种基于局部频率估计的自适应干涉相位图滤波方法。首先,利用相似最大似然法对干涉相位图进行局部频率估计,根据局部频率估计值,求取滤波窗口大小和旋转角度,通过内插求取滤波窗口内的像素值,使窗口内的像素更协调一致;然后,利用Lee滤波算法对窗口内的像素进行处理。仿真与实测数据处理结果表明,该方法不仅能有效抑制干涉相位噪声,而且能很好地保持干涉条纹的细节信息。     

结合滤波算法的不敏卡尔曼滤波器相位解缠方法

提出结合预滤波算法的不敏卡尔曼滤波（UKF）相位解缠方法。该方法把UKF、传统路径跟踪策略、全方位的局部相位梯度估计技术以及小窗口干涉图预滤波算法有效结合起来,能在相位解缠的同时进行干涉相位噪声抑制,既不受相位残差点影响,又避免了传统方法在相位解缠之前须尽可能滤除干涉图中相位噪声的不足。模拟和实测数据实验结果验证了本文方法的有效性,且与扩展卡尔曼滤波相位解缠算法（EKFPU）以及传统方法相比具有较高的精度。     

基于EMD-自适应滤波的干涉图去噪方法研究

提出了一种基于EMD-自适应滤波干涉图去噪方法,该方法基于信号和噪声经过经验模态分解后在不同的IMF上有不同的特征,即先对信号进行经验模态分解,然后对各个高频IMF信号分别选用不同的滤波梯度参数进行自适应滤波处理,从初始干涉图上减去与斑点噪声所对应尺度信息,从而达到噪声抑制的目的。通过实验对比研究了该算法与Goldstein滤波、圆周期中值滤波、EMD分解方法和梯度-自适应滤波去噪的降噪效果。实验表明,该方法不仅能有效地去除InSAR干涉图的噪声,并且能很好地保持相位的细节信息和条纹的边缘信息。     

一种使用剪切波变换的干涉图滤波算法

干涉图小波阈值法滤波未考虑干涉相位统计特性, 导致在低相干区域得到的滤波效果不能令人满意。针对这一问题, 提出了一种剪切波变换与干涉相位标准差相结合的相位滤波算法。该算法将干涉相位统计特性与剪切波阈值滤波结合起来, 利用相位标准差改正滤波阈值以提高滤波效果。此外, 为了评价干涉图的滤波效果并为实测数据选择合适的滤波方法提供参考, 将模拟干涉图解缠结果的局部均方差分布作为滤波质量评价指标。将此算法与Goldstein滤波、小波滤波、最优方向融合滤波和剪切波软阈值滤波进行比较, 结果表明所提算法能更有效地削弱干涉图噪声, 同时保留干涉图的细节信息, 避免了低相干地区弱滤波问题。     

InSAR干涉图的零中频矢量滤波算法

提出一合成孔径雷达干涉测量干涉图的滤波方法。该方法引入无线电技术中的零中频技术,将干涉图由高的中心频率变为零中频信号,再将信号分解至矢量空间中的两路正交信号,得到正弦支路信号和余弦支路信号,并分别进行低通滤波处理,最后根据滤波后的两路正交信号计算出滤波后的零中频干涉图,并恢复干涉图的原始频率,得到原始干涉图的滤波结果。实验结果表明:该方法滤波效果较好,能够解决干涉图条纹密集时滤波处理困难、效果较差的问题。     

一种利用卷积神经网络的干涉图去噪方法

干涉图滤波是合成孔径雷达数据处理的关键,引入卷积神经网络（convolutional neural networks,CNN）进行干涉图去噪。首先,采用自编码器结构进行非监督学习,将干涉图去除局部地形坡度相位,所得残余噪声作为模型输入;然后将模型输出结果与去除的局部地形坡度相位相加,生成滤波结果。利用航天飞机成像雷达数据和哨兵一号A(Sentinel-1A)卫星数据,通过与Goldstein滤波器、均值滤波器、Lee滤波、Frost滤波、改进的去噪卷积神经网络（denoising convolutional neural network,DnCNN）进行对比实验,结果表明,该方法对干涉图相位质量有很大的改善,不仅能够较大程度地抑制噪声,而且能够更多地恢复出图像细节,保持干涉条纹边缘连续性。     

InSAR干涉图滤波方法研究

探讨多视滤波法、中值滤波法、基于梯度的自适应滤波、additive滤波法四种抑制干涉图噪声的滤波方法.多视滤波法平滑了影像数据,是以牺牲空间分辨率为代价的,通常这种滤波处理应用在从两个单视影像获得的复数影像处理中;作为一种传统的抑制噪声方法,中值滤波技术实质上是一种非线性信号处理技术,它假设噪声具有极端的数值,即在所定义的平滑模板内为最(较)大值或最(较)小值,因此它会使得干涉图丢失一些信息;基于梯度的自适应法是基于梯度的一种中值滤波,它使得边缘更加清晰,该方法可与中值滤波联合使用;Addtive滤波法强调根据局部噪声状况和使用方向平行窗口得到的滤波噪声边缘来自适应的滤除噪声,对于局部噪声状况由关联图来决定.这种方法尤其对高关联的干涉图最为可取.     

InSAR干涉图滤波方法对比

针对不同滤波算法在InSAR数据处理中去噪效果的差异,该文从滤波理论出发,采用模拟和真实干涉数据进行实验。在各种滤波算法中,均值滤波(多视处理)、Goldstein滤波及其变种滤波应用广泛,本文对4种滤波方法进行了系统分析,深入探讨了经典InSAR滤波和国内外学者算法的优缺点。实验表明:4种滤波均能有效抑制噪声,提升干涉图质量。其中,Goldstein滤波以及两种改进的滤波效果要明显优于均值滤波,且具有更好的自适应性或条纹保持能力,较经典Goldstein滤波而言,变种滤波方法不仅保持了Goldstein滤波的优点,在边缘信息和细节保持能力方面优势更加显著。     

Wavelet packets based denoising method for measurement domain repeat-time multipath filtering in GPS static high-precision positioning

Repeatable satellite orbits can be used for multipath mitigation in GPS-based deformation monitoring and other high-precision GPS applications that involve continuous observation with static antennas. Multipath signals at a static station repeat when the GPS constellation repeats given the same site environment. Repeat-time multipath filtering techniques need noise reduction methods to remove the white noise in carrier phase measurement residuals in order to retrieve the carrier phase multipath corrections for the next day. We propose a generic and robust three-level wavelet packets based denoising method for repeat-time-based carrier phase multipath filtering in relative positioning; the method does not need tuning to work with different data sets. The proposed denoising method is tested rigorously and compared with two other denoising methods. Three rooftop data sets collected at the University of Nottingham Ningbo China and two data sets collected at three Southern California Integrated GPS Network high-rate stations are used in the performance assessment. Test results of the wavelet packets denoising method are compared with the results of the resistor–capacitor (RC) low-pass filter and the single-level discrete wavelet transform (DWT) denoising method. Multipath mitigation efficiency in carrier phase measurement domain is shown by spectrum analysis of two selected satellites in two data sets. The positioning performance of the repeat-time-based multipath filtering techniques is assessed. The results show that the performance of the three noise reduction techniques is about 1–46 % improvement on positioning accuracy when compared with no multipath filtering. The statistical results show that the wavelet packets based denoising method is always better than the RC filter by 2–4 %, and better than the DWT method by 6–15 %. These results suggest that the proposed wavelet packets based denoising method is better than both the DWT method and the relatively simple RC low-pass filter for noise reduction in multipath filtering. However, the wavelet packets based denoising method is not significantly better than the RC filter.     

An Adaptive Contoured Window Filter for Interferometric Synthetic Aperture Radar

An adaptive contoured window filter is proposed to filter off the noise from phase images of interferometric synthetic aperture radar (InSAR) in this letter. The contoured windows can best satisfy the requirement that constrains the phase signal constant inside windows on which low-pass filtering can remove the noise well while the fringe phases are well preserved. The contoured windows are determined by tracing along the local fringe orientation. An algorithm for determining window sizes adaptive to the fringe density is also proposed. The theoretical analysis and experiments prove that the proposed filter can greatly remove decorrelation noise while preserving the fringe phase well, even for those fringes with strong curvatures for InSAR processing     

应用预测滤波估计卫星姿态

本文推导了预测滤波法的基本原理,应用了预测滤波作为卫星姿态状态预报算法,并与经典卡尔曼滤波进行了比较。实验表明采用预测滤波法对不同姿态角均能得出较好的估计结果,克服了经典卡尔曼滤波法进行估计存在的估计模型误差和推广卡尔曼滤波(EKF)的线性化误差。     

经验模式分解的尺度阈值滤波在变形分析中的应用

本文将信号处理领域的经验模式分解算法应用于变形信息的提取中,通过引入阈值函数,建立了基于经验模式分解的尺度阈值滤波模型,采用优化模型确定了经验模式分解的次数。分别通过模拟试验和实测数据与小波阈值法和多项式拟合法进行了比对,分析表明:在低噪声情况下,三种方法都有一定的滤波效果;在高噪声情况下,经验模式分解的尺度阈值滤波法具有与小波阈值去噪法相等的精度,而且瞬时强噪声识别能力更好,优于多项式拟合法。