InSAR干涉图最优化方向融合滤波

在分析干涉条纹图噪声特征的基础上, 提出了一种能有效保持干涉图条纹的边缘和细节信息的InSAR干涉图滤波算法——基于最优化融合的自适应方向平滑算法。该算法首先对8个线性方向窗口进行统计分析, 然后根据干涉图的相干性选择合适的线性方向窗口, 按照最优化融合的方法, 以方差倒数为权重对各个方向窗口的均值进行加权平均。模拟和真实干涉图数据的实验结果表明新方法不仅能有效的抑制干涉图噪声, 而且能较好的保持干涉图的细节和边缘信息, 具有很好的信息保持能力。     

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.     

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。     

基于有向窗的自适应SIGMA中值滤波算法

提出了一种能够有效消除InSAR DEM噪声的自适应中值滤波算法:基于有向窗的自适应SIGMA中值滤波。分别采用中值滤波、基于高程的自适应SIGMA中值滤波和基于有向窗的自适应SIGMA中值滤波算法,对InSAR Tandem DEM和模拟DEM进行了滤波处理。结果表明,基于有向窗的自适应SIGMA中值滤波算法不仅能够更有效地消除噪声,而且能够更好地保留图像的边界特征。     

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。     

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。     

极化SAR图像自适应增强Lee滤波算法

精制极化Lee滤波算法以其简单、高效、健壮等优点在极化SAR图像处理解译中得到了广泛的应用。然而,此滤波算法存在明显的缺陷：扇贝效应和虚假细线。对此,本文提出增加一组均匀窗口及一组线性方向窗口,并采用大小自适应窗口机制,在同质度高的区域用大窗口滤波,在同质度低的区域用小窗口滤波,从而使得滤波窗口在形状和尺寸上都能自动适应实际场景。利用机载和星载全极化SAR数据进行的滤波实验结果表明,本文提出的自适应增强Lee滤波算法在同质区域的噪声抑制能力明显优于精制极化Lee滤波算法及改进的Sigma滤波算法,同时在保持点、线等细节信息方面也优于精制极化Lee滤波算法,并且能很好的保持图像中地物的极化散射信息。     

噪声的分布层次分析及其自适应滤波算法

基于对噪声模型的分析 ,提出了两种自适应中值滤波器算法 :(1)对于消除噪声密度较大的脉冲干扰 ,提出了基于剩余脉冲检测的自适应中值滤波器算法 (AMF1) ,通过对滤波器输出是否存在剩余噪声的检测来决定采用的滤波器窗口尺寸 ,从而有效滤除脉冲干扰 ;(2 )对于消除的一定宽度的脉冲干扰 ,则提出了基于脉冲宽度检测的自适应中值滤波器算法 (AMF2 ) ,通过决定干扰脉冲的宽度来确定滤波器窗口的大小 ,从而有效去除较宽的干扰脉冲。通过对实际图像的测试 ,表明提出的算法运算结果优于标准中值滤波器的输出结果     

Coregistration Based on Three Parts of Two Complex Images and Contoured Windows for Synthetic Aperture Radar Interferometry

The coregistration of complex image pairs is a very important step in synthetic aperture radar interferometry (InSAR) data processing. This letter proposes a novel coregistration method that only needs three arbitrary parts of the two complex images instead of four parts in the existing coregistration methods. This method constitutes an integrated three-part method for InSAR data processing with our contoured-correlation-interferometry method for phase-image generation. Saving one part transmission makes a significant advantage when processing SAR images on satellites. Furthermore, we demonstrate that, by means of using fringe contoured windows instead of squared windows, the accuracy of the coregistration for both the three-part coregistration method and the existing methods can be improved considerably     

A locally adaptive filter of interferometric phase images

We propose an adaptive filtering approach for interferograms, which is a modification to the Lee adaptive complex filter. Based on local frequency estimates, we compute the normal orientation of local phase fringes. A directionally dependent filtering window is aligned perpendicular to the normal orientation of local phase fringes (i.e., along local phase fringes) by interpolation, making the pixels included in the filtering window have approximately more homogeneous values. Moreover, the computation of the filter parameter does not require local phase unwrapping in the real plane. This filter minimizes the loss of signal and reduces the level of noise. By using two sets of simulated data, its effectiveness can be seen in terms of the fidelity to noise-free phases, fringe preservation, and residue reduction.     

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。     

基于梯度的干涉条纹图圆周期滤波

在分析了一些现有滤波特点的基础上,根据干涉条纹图的连续性、圆周期性等主要特征,提出了一种基于梯度加权的圆周期均值滤波。将该方法用于由ERS-1原始数据生成的干涉条纹,结果证明,该方法不仅很好地抑制了噪声,而且具有良好的干涉条纹保持特性。     

自适应精致极化Lee滤波的复相干性估计方法

干涉相干性包含了极化SAR干涉测量(PolInSAR)中的极化和干涉信息,滑动窗口大小和滤波方法是准确估计干涉相干性的前提。本文以精致极化Lee滤波为基础,根据边缘检测和邻域相干性高低区分同质区域和异质区域,建立了自适应精致极化Lee滤波方法并估计相干性矩阵和干涉相干性。自适应精致极化Lee滤波能够根据边缘检测信息和邻域相干性高低程度调整滑动窗口大小并选择合适的估计方法,不仅提高了抑制斑点噪声的能力,而且保持了图像的边缘信息,有利于提高干涉相干性的估计精度。试验结果表明,该方法有效抑制了斑点噪声,较好地保持了SAR图像的边缘信息,有利于提高植被参数反演的精度。     

基于小波变换和中值滤波的InSAR干涉图像滤波方法

介绍小波分析的基本理论和利用小波分析对信号进行消除噪声的基本方法,以及In-SAR干涉相位图像中噪声的特点.针对目前普遍采用的均值滤波和中值滤波等方法对In-SAR干涉相位图像中噪声进行滤波的局限性,提出一种基于小波分析和中值滤波相结合的InSAR干涉相位图滤波算法以改善滤波效果.实验证明该算法的有效性.     

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。     

单视数SAR图像Speckle滤波方法的研究

在分析单机数SAR影像的Speckle局部统计特性和现有的空间滤波算法的基础上,提出了一种新的Speckle滤波方法,该方法采用特殊的滤波窗口邻域划分方法,根据窗口相对标准差自适应地调整窗口尺寸和窗口内的滤波区域。该方法被用于多幅单视数ERS-1/2SAR图像去Speckle处理,并与以往的典型算法进行了比较,取得了较好的实验结果。     

一种改进均值的自适应中值滤波算法

针对自适应中值滤波算法在滤除高浓度椒盐噪声和保留图像边缘细节中的不足,提出了一种改进均值的自适应中值滤波(IMAMF)算法。该算法采用扩充图像边界的方式,使得原图像的边界点能在自适应的滤波窗口下参与噪声检测和滤波处理,并在检测噪声和信号时,增加了噪声阈值判定,将存在噪声的像素点用修正后的均值滤波器值输出,信号点则用原始灰度值输出。为了验证算法的可行性,采用了5种不同的算法进行仿真对比分析,并从主观角度和客观指标上进行效果评价。试验结果表明:该算法能有效滤除浓度为10%～90%范围内的椒盐噪声,且图像细节和边缘信息得到了更好的保留,滤波性能明显优于其他算法。     

Adaptive filter in SAR interferometry derived DEM

IntroductionRadar interferometry (InSAR) has been suc-cessfully applied to measure the surface topogra-phyin the past two decades[1-4].Since InSARisa coherent technology ,the most i mportant con-straint for the radar echo is coherence . Howev-er ,decorrelation is al ways inevitably introducedby the thermal noise , geometric decorrelation,Doppler centroid decorrelation, volume scatter-ing decorrelation,temporal decorrelation, orbiterror , at mospheric delay , and data processingnoise[5-6]. …     

基于边界探测的InSAR最小二乘整周相位解缠方法

为解决最小二乘相位解缠方法一直存在收敛性差和非整周性相位解算问题,提出基于解缠边界探测并搜索整周相位值的解缠方法,采用最小二乘次优解与最优解的阈值判别准则,预测解缠趋势并逐步推进相位解缠边界,并在解缠迭代计算中附加相位搜索增量以提取相位整周值。试验分别基于噪声干扰的模拟图和香港、深圳地区的ERS-1/2卫星SAR影像干涉图,采用边界探测算法进行相位解缠计算,试验结果表明,本文解缠方法对附加强噪声的模拟干涉图能正确解缠出99.5%的相位值,真实SAR影像干涉图的解缠精度达到±0.12rad。     

干涉雷达复图像配准与干涉纹图的增强

干涉雷达复图像之间的精确匹配技术是提高雷达干涉测量精度的关键之一。首先讨论了干涉雷达复图像配准过程中所要考虑的问题,然后给出了一个切实可行的配准方法,并把该方法应用于新疆喀拉卡什ＳＩＲ－Ｃ／Ｘ－ＳＡＲＬ波段干涉数据处理。干涉雷达复图像配准之后可以生成干涉纹图,为了消除干涉纹图中的噪声,尝试了中值波波和方向平滑两种方法。