專利名稱：基于相關(guān)加權(quán)聯(lián)合子空間投影的InSAR干涉相位估計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于雷達(dá)探測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于相關(guān)加權(quán)聯(lián)合子空間投影的 MSAR干涉相位估計(jì)方法，其可以在合成孔徑雷達(dá)SAR圖像配準(zhǔn)精度很差的條件下準(zhǔn)確地估計(jì)出相應(yīng)像素間的干涉相位。
背景技術(shù)：
干涉合成孔徑雷達(dá)hSAR是一種獲取地面數(shù)字高程圖的重要遙感技術(shù)。hSAR技術(shù)中的三大關(guān)鍵處理步驟是SAR圖像配準(zhǔn)、干涉相位估計(jì)即干涉相位噪聲濾波和相位展開(kāi)。若圖像配準(zhǔn)的精度較差，將使后面的相位展開(kāi)難以獲得令人滿意的結(jié)果。因?yàn)閭鹘y(tǒng)的相位展開(kāi)方法，例如枝切法、區(qū)域增長(zhǎng)法和最小二乘LS算法的性能受圖像配準(zhǔn)精度的影響很大，都要求圖像配準(zhǔn)的精度達(dá)到1/10 1/100個(gè)分辨單元，否則將會(huì)嚴(yán)重影響相位展開(kāi)的性能。然而，對(duì)于相干性較低和不同幾何形變的兩幅圖像，精確配準(zhǔn)會(huì)存在困難。因此， 研究對(duì)圖像配準(zhǔn)誤差具有強(qiáng)穩(wěn)健的干涉相位估計(jì)方法具有重要的實(shí)用價(jià)值。目前，對(duì)圖像配準(zhǔn)誤差穩(wěn)健的干涉相位估計(jì)方法主要有以下幾種1.李真芳等人在2006年的IEEE Trans. On GRS上發(fā)表的文章 《ImageAuto-Coregistration and InSAR Interferogram Estimation Using Joint Subspace Projection))中，采用了相鄰像素的相干信息和空間投影技術(shù)，雖然該方法可以在存在配準(zhǔn)誤差時(shí)獲得滿意的干涉相位估計(jì)結(jié)果，但是在估計(jì)干涉相位時(shí)首先要確定噪聲子空間維數(shù)，若噪聲子空間維數(shù)估計(jì)不準(zhǔn)，必定影響干涉相位的估計(jì)結(jié)果。2.李海等人在2007年電子學(xué)報(bào)第三期上發(fā)表的文章《hSAR自適應(yīng)圖像配準(zhǔn)的干涉相位估計(jì)方法》中，提出了基于加權(quán)聯(lián)合單像素模型的干涉相位估計(jì)方法，雖然在估計(jì)干涉相位時(shí)不需要確定噪聲子空間維數(shù)，但是在估計(jì)干涉相位時(shí)需要首先確定配準(zhǔn)誤差方向，并且確定最優(yōu)權(quán)值時(shí)需要搜索，因此計(jì)算量較大。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種基于相關(guān)加權(quán)聯(lián)合子空間投影的 MSAR干涉相位估計(jì)方法，以解決在SAR圖像配準(zhǔn)精度很差條件下無(wú)法準(zhǔn)確估計(jì)出相應(yīng)像素間的干涉相位問(wèn)題。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的基于相關(guān)加權(quán)聯(lián)合子空間投影的MSAR干涉相位估計(jì)方法包括按順序進(jìn)行的下列步驟1)用傳統(tǒng)的相關(guān)法以主圖像作為參考對(duì)副圖像進(jìn)行粗配準(zhǔn)，得到粗配準(zhǔn)圖像；2)利用主圖像和粗配準(zhǔn)圖像構(gòu)造相關(guān)加權(quán)觀測(cè)矢量；3)計(jì)算相關(guān)加權(quán)聯(lián)合協(xié)方差矩陣和加權(quán)聯(lián)合相關(guān)函數(shù)矩陣；4)計(jì)算噪聲子空間和信號(hào)子空間；5)用噪聲子空間投影來(lái)構(gòu)造代價(jià)函數(shù)，并通過(guò)代價(jià)函數(shù)估計(jì)干涉相位。在步驟2~)中，所述的構(gòu)造相關(guān)加權(quán)觀測(cè)矢量的方法是
a.分別計(jì)算主圖像中像素a與粗配準(zhǔn)圖像中像素m的相關(guān)系數(shù)
權(quán)利要求
1.一種基于相關(guān)加權(quán)聯(lián)合子空間投影的^SAR干涉相位估計(jì)方法，其特征在于所述的^SAR干涉相位估計(jì)方法包括按順序進(jìn)行的下列步驟1)用傳統(tǒng)的相關(guān)法以主圖像作為參考對(duì)副圖像進(jìn)行粗配準(zhǔn)，得到粗配準(zhǔn)圖像；2)利用主圖像和粗配準(zhǔn)圖像構(gòu)造相關(guān)加權(quán)觀測(cè)矢量；3)計(jì)算相關(guān)加權(quán)聯(lián)合協(xié)方差矩陣和加權(quán)聯(lián)合相關(guān)函數(shù)矩陣；4)計(jì)算噪聲子空間和信號(hào)子空間；5)用噪聲子空間投影來(lái)構(gòu)造代價(jià)函數(shù)，并通過(guò)代價(jià)函數(shù)估計(jì)干涉相位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于相關(guān)加權(quán)聯(lián)合子空間投影的^SAR干涉相位估計(jì)方法， 其特征在于在步驟2)中，所述的構(gòu)造相關(guān)加權(quán)觀測(cè)矢量的方法是a.分別計(jì)算主圖像中像素a與粗配準(zhǔn)圖像中像素m的相關(guān)系數(shù)
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于相關(guān)加權(quán)聯(lián)合子空間投影的^SAR干涉相位估計(jì)方法， 其特征在于在步驟3)中，所述的相關(guān)加權(quán)聯(lián)合協(xié)方差矩陣用下式得出 Cjs (i, w) = E{js(i, w) jsH(i, w)} 所述的加權(quán)聯(lián)合相關(guān)函數(shù)矩陣用下式得出
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于相關(guān)加權(quán)聯(lián)合子空間投影的^SAR干涉相位估計(jì)方法， 其特征在于在步驟4)中，所述的噪聲子空間是由相關(guān)加權(quán)聯(lián)合協(xié)方差矩陣C>(i，w)(維數(shù)為8X8)的小特征值所對(duì)應(yīng)的特征矢量構(gòu)成；信號(hào)子空間是由對(duì)加權(quán)聯(lián)合相關(guān)函數(shù)矩陣 Rjs(i,w)進(jìn)行特征值分解而獲得的大特征值矢量Pg (k= 1，2，3，4)和導(dǎo)向矢量的Hadamard 積所構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于相關(guān)加權(quán)聯(lián)合子空間投影的^SAR干涉相位估計(jì)方法， 其特征在于在步驟幻中，所述的干涉相位估計(jì)方法為用噪聲子空間投影來(lái)構(gòu)造代價(jià)函數(shù)k 二1 / 二1式中3伙.)=[1,一,1,一,W,一f為導(dǎo)向矢量，(^i的取值范圍是[_π，π]，上面的代價(jià)函數(shù)達(dá)到最小值時(shí)所對(duì)應(yīng)的干涉相位( 即為干涉相位估計(jì)結(jié)果。
全文摘要
一種基于相關(guān)加權(quán)聯(lián)合子空間投影的InSAR干涉相位估計(jì)方法。其包括用傳統(tǒng)的相關(guān)法以主圖像作為參考對(duì)副圖像進(jìn)行粗配準(zhǔn)，得到粗配準(zhǔn)圖像；利用主圖像和粗配準(zhǔn)圖像構(gòu)造相關(guān)加權(quán)觀測(cè)矢量；計(jì)算相關(guān)加權(quán)聯(lián)合協(xié)方差矩陣和加權(quán)聯(lián)合相關(guān)函數(shù)矩陣；計(jì)算噪聲子空間和信號(hào)子空間；用噪聲子空間投影來(lái)構(gòu)造代價(jià)函數(shù)，并通過(guò)代價(jià)函數(shù)估計(jì)干涉相位。本發(fā)明提供的基于相關(guān)加權(quán)聯(lián)合子空間投影的InSAR干涉相位估計(jì)方法可用于在合成孔徑雷達(dá)SAR圖像配準(zhǔn)精度很差的條件下對(duì)其相應(yīng)像素間的干涉相位進(jìn)行準(zhǔn)確地估計(jì)。
文檔編號(hào)G01S7/36GK102565798SQ20121000341
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2012年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月9日
發(fā)明者吳仁彪, 李海, 賈瓊瓊 申請(qǐng)人:中國(guó)民航大學(xué)