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。     

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。     

滤波参数对Goldstein干涉相位图滤波性能的影响分析

经典的Goldstein In SAR干涉图滤波算法选取滤波参数时存在较大的主观性。以经验值作为滤波参数的Goldstein滤波算法为基础,基于相干系数、相位标准偏差、伪相干系数、伪信噪比和结构相似性来获得滤波参数的Goldstein自适应滤波方法,采用32像素×32像素的滤波窗口对模拟和真实干涉相位图分别进行单次滤波实验,对滤波结果进行详细评价和对比分析。研究结果表明,基于这6种滤波参数均能在一定程度上抑制噪声,使干涉条纹趋势更加清晰,提升了干涉图的质量。其中,基于相位标准偏差的滤波不仅能够抑制噪声,并且较好地保持干涉图的细节和边缘信息;基于结构相似性和伪信噪比的滤波效果相对较弱;基于经验值、相干系数和伪相干系数的滤波效果相对欠佳。     

InSAR干涉条纹图去噪方法的研究

分析了干涉条纹图中相位噪声的来源,介绍了几种专门用于InSAR干涉条纹图噪声滤除的方法,针对干涉条纹图的相位跳跃现象,提出了正余弦变换的方法解决相位跳跃的问题,并在此基础上提出了两种新的相位噪声滤除方法———正余弦均值滤波法和正余弦中值滤波法,最后进行了对比试验,证明了本文提出的方法具有噪声抑制效果好、边缘信息保持能力强、算法简单的特点。     

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。     

利用BEMD-自适应滤波去除SAR干涉图噪声

基于二维经验模态分解特性,提出了一种基于BEMD-自适应滤波的干涉图抑制噪声算法,并对自适应滤波的窗口进行了改进。根据窗内特征自适应调节窗口大小,并通过门限来决定是否需要改变窗口尺寸,达到在同性质区增大窗口来抑制噪声,在异性质区减小窗口以最大限度地保护图像细节的目的。实验表明,该算法不仅能有效地抑制干涉图的噪声,增强滤波的局部自适应性,而且能很好地保持条纹的细节信息。     

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。     

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.     

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。     

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。     

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。     

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     

基于CRInSAR和kalman滤波的监测地表三维形变的研究

CRInSAR技术克服了传统DInSAR的一些不足,成为近年来的研究热点,但单一的CRInSAR技术只能监测LOS的一维形变。而kalman滤波采用状态空间的概念,可以用来估计平稳或非平稳的多维信号随机过程,已经被广泛地应用于动态数据处理之中。因此本文以CRInSAR模型为基础,将不同时间跨度的干涉数据作为动态数据,构建相应的观测方程和状态方程,并以经典的kalman滤波估计角反射器的三维形变量和三维形变速度。实践证明,该方法是合理可行的。     

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     

Speckle filtering of Synthetic Aperture Radar images using filters with object-size-adapted windows

Speckle degrades the radiometric quality of a Synthetic Aperture Radar (SAR) image. Previous methods for speckle reduction have used a fixed-size window for filtering the entire image. This, however, may not be effective for the entire image, as land covers of different sizes require different filtering windows. In this paper, a novel method is proposed by which each pixel in the image is filtered with a window appropriate for the size of object within it. The real in-phase and the imaginary quadrature components of the SAR images determine the best window size and the pixels in the intensity image are filtered using their own optimal windows. The proposed method is presented for both single- and multi-polarized SAR images, and the results of several common filters that were modified are presented. This approach is applied to two RADARSAT-2 images: one over San Francisco, California, USA and the other over St. John’s, Newfoundland and Labrador, Canada, producing results that were similar to, or outperformed, comparable filters while retaining details and suppressing speckle effectively. While the method was successful for single-look intensity data, it offers great potential for multi-look and amplitude data as well.     

Efficient Directional Gaussian Smoothers

Linear and nonlinear filters, including morphological operators, play a significant role in the processing of remote sensing imagery. In particular, smoothing filters have been extensively used for noise removal and image restoration. In applications where linear and shift-invariant filters can be effectively employed, filtering is computationally efficient if implemented in transform domains. Nevertheless, in remote sensing applications, it is essential that smoothing filters be capable of handling missing and erroneous data without loss of information. In such cases, filtering requires the involvement of logical operations in order to determine which pixels should be used for processing, and thus takes the form of a nonlinear operator. Hence, transform-based methods cannot be used. Still, in applications where large volumes of data need to be processed, it is greatly desired that fast filtering algorithms are used. This letter introduces a computationally efficient spatial-domain-based implementation which is partially separable and steerable. The technique is general, and its efficiency has been demonstrated on weather radar data. It is shown that the proposed filtering approach is significantly faster compared to a recently introduced separable filter implementation.      

基于距离限制的机载激光数据滤波方法

提出了基于距离限制的滤波算法，利用地物在三维空间的距离特性提取地面信息，并对可能影响算法稳健性的侧面信息提出角度判决的概念。试验表明，本文方法在处理复杂城市地形时，能很好地保留地面的细节信息，剔除低矮植被等非地面信息。     

星载SAR复数图像的配准

星载干涉雷达测量已经被证实用于生成大范围（乃至全球）的DEM或监测地表位移具有广阔的应用前景，其中SAR复数图像序列的精确配准是保证生成有效干涉相位图的重要环节之一。本文分析了卫星InSAR系统中所涉及的几种坐标系统变换问题，并提出了基于此的几何配准方案，即基于卫星轨道状态矢量、SAR成像几何进行配准的算法；同时，还设计了基于几何配准结果和能量影像相关技术的配准算法，最后使用ERS－1／2、JERS－1和RADARSAT卫星获取的3种SAR复数图像对分别做几何配准和相关配准试验和比较，并对卫星SAR图像质量和轨道数据质量作了定性分析。