一种改进的相位解缠算法

针对复杂包裹相位图解缠相位时存在相位跳变和解缠耗时的问题, 提出一种改进的相位解缠算法. 首先通过四步相移法得到包裹相位图, 由包裹相位图生成质量图; 其次将质量图划分为高质量区和低质量区, 高质量区使用简单路径算法解缠, 低质量区通过相邻两像素点的质量值构造水平和竖直权值边； 最后按构造边权值从小到大进行相位解缠, 解缠过程以两像素点所构成的边为单位, 采用不连续解缠路径, 逐次解缠所有像素点. 实验结果表明, 该算法与其他算法相比, 解缠速度较快且效果好.     

一种枝切法和质量图相结合的InSAR相位解缠算法

针对传统的基于残差点的路径积分相位展开方法对于相干性差、信噪比小的区域,容易形成一个个独立的孤岛而无法解缠的缺陷,提出一种枝切法和质量图相结合的In SAR相位解缠的新算法。该算法以基于残差点的路径积分相位展开方法为基础,首先对大面积相位进行解缠,然后通过包裹相位的质量图解缠剩余的孤岛相位以及残差点处的相位,其中质量图法采用堆排序算法提高运算速度。枝切法不能得到完全解和质量图法无法阻止相位解缠误差的扩散的缺点得到了有效的克服,通过该算法在实测和仿真数据的处理上,也说明该算法即利用到了路径积分法的解缠速度快的特点,又利用到了质量图算法的相位解缠的有效性的特点,能有效处理大规模缠绕相位的解缠需求,相比于其他算法能得到更高的精度。     

能量方程在InSAR相位解缠中的应用研究

将能量方程应用于InSAR二维相位解缠中,阐述了它的基本原理。通过对干涉图进行均值滤波处理,使同一条纹内的相位得到平滑,相邻条纹间的相位得到增强,避免了相位解缠产生的拉线现象。在相位解缠过程中,对每一像素点进行相位梯度估计,减少了误差的传播。该方法有效地解决了原能量方程算法在干涉条纹较多情况下,相位解缠不收敛的问题,提高了相位解缠的精度。仿真数据和真实InSAR数据的实验结果验证了该方法的有效性。     

融合梯度向量流条纹探测与图切法相位解缠

为解决GVF-Snake(gradient vector flow snake)条纹探测相位解缠时,内部条纹线探测偏离条纹边界的问题,提出了一种融合GVF-Snake条纹探测与马尔科夫随机场(Markov random field,MRF)图切法相位解缠方法.通过判断出条纹探测线不是真实条纹边界的情况,对该条纹探测线上一步探测条纹的内部块用MRF图切法进行分割解缠,按照相应解缠准则将两种解缠结果进行融合,形成含有边界跳跃点的粗解缠结果,并用高通滤波插值法消除粗解缠结果的边界孤立点的方法研究了矿区梯度较大地区的相位解缠.结果表明:以巨野矿区某工作面为实验区,用两景sentinel-1A的单视复数图像进行两轨法干涉处理的真实相位来验证算法的有效性.在面分析上,以自适应局部平滑相位评估(phase estimation using adaptive regulation based on local smoothing,PEARLS)为评价标准,将本文方法与最小费用流等5种相位解缠算法进行比较.对比结果显示,本文方法的平方根误差、平均绝对误差分别是±0.0791、±0.0090、±2.3173 rad.在线分析上,对只含有变形相位的绝对相位,提取各解缠绝对相位工作面走向线、倾向线的变形.以实际水准观测值为标准,本文方法的平方根误差、平均绝对误差、绝对值最大误差分别是±0.17748、±0.14107、±0.40529 cm.面分析中以PEARLS相位重构为基准,可见本文方法要优于其他常规的解缠方法;同理,线分析中以水准数据作为依据其各项指标亦为最优.     

基于多重网格法的相位解缠算法

指出了最小二乘相位解缠算法是求解二维相位解缠问题最稳健的方法之一,并可等效为求解一大型的稀疏线性方程系统.求解大型线性方程组通常采用迭代法,然而其收敛速度非常慢.为了改善收敛特性,提出了一种新的相位解缠算法——多重网格法,该方法通过在疏密不同的网格层上进行迭代,以平滑不同频率的误差分量,从而加快系统的收敛速度.仿真实验表明:该方法能够很好地恢复真实相位,具有解缠精度高,收敛速度快等优点.     

基于误差迭代补偿的InSAR四向加权最小二乘相位解缠法

相位解缠是干涉合成孔径雷达(InSAR)高程地形测量中的关键步骤之一。四向最小二乘法相比传统的两向最小二乘法,充分考虑了对角方向的相位信息,其解缠结果更接近真实值,但还是存在一定的误差。为了进一步提高解缠精度,提出了一种基于误差迭代补偿的四向加权最小二乘相位解缠法。通过利用缠绕相位二阶差分和梯度相关质量图的双重特性,来构建新的权重,能更好地修正坡度变化大的相位区域,抵消平滑作用,再采用误差迭代补偿机制,进一步提高解缠精度。实验结果表明,该方法有一定的优越性和可行性。     

基于离散余弦变换最小二乘法实现数字全息再现像的相位解包裹

采用离轴菲涅尔数字全息系统对栅格进行了全息图的数字记录和数字再现,并用离散余弦变换(DCT)最小二乘法对数字全息再现像进行了相位解包裹处理.在此基础上;增加了后处理过程,即对原始包裹相位的相应点加上或减去2π的整数倍,与此最小二乘算法所求得的解包裹相位进行比较,使二者之差的绝对值达到最小,将原始包裹相位做处理后的相位值作为解包裹相位的最后结果.对栅格的解包裹相位三维图和原子力显微镜扫描获得的三维图的对比测量和分析结果证明了经后处理的解包裹相位精度得到了有效提高.     

时间相位解包裹方法在三维形貌测量系统中的应用

将广义时间相位解包裹方法和影栅方法相结合,设计实现了一种基于时间相位解包裹方法的三维形貌测量系统。首先采集投影物体表面上的调制影栅图案,然后使用时间相位解包裹方法获取影栅图被调制前后的解包裹相位差图,据此重建物体三维形貌。给出了相位求解的原理及实现流程,进行了实验测试。实测结果表明,系统能够高效率、高精度地重建物体表面形貌。     

定量相衬成像中自适应阈值翻转的相位解包裹算法

当原始相位超过周期π时，定量相衬成像中多峰相位分布与包裹相位会出现增减交替，存在多极值点.针对该问题，提出一种基于自适应阈值翻转的相位解包裹算法(SATR), 实现了定量相衬成像中的真实相位重构, 分析了相衬成像原理和自适应阈值翻转相位解包裹算法的实现过程.通过模拟验证计算，并与最小二乘法(LS)、横向剪切最小二乘法(LSBLS)以及四向横向剪切最小二乘法(FLSBLS)的结果进行对比，证明该算法的可行性与准确性.该算法在一定程度上提高了相位解包裹的精确度，为强干扰、高精度及大计算量的解包裹提供了新的思路.     

质量图指导的改进的基于CMRF模型的自适应InSAR相位滤波

干涉相位图滤波是In SAR数据处理中的关键步骤,滤波效果的好坏直接影响后续相位解缠的准确程度和难易程度。一种基于复值马尔可夫随机场(complex-valued markov random field,CMRF)模型的干涉图滤波算法能够有效的保持边缘信息并降低残差点的数目。该算法的滤波效果依赖于模型参数估计的准确程度,而且滤波后的相位图不够平滑,仍然存在很多噪点。针对上述两个问题提出了质量图指导的基于CMRF模型的自适应滤波算法。首先,在CMRF模型参数估计中利用不规则窗使得每个待更新像素都有一个符合自身局部统计特征的更准确的模型参数。其次,引入了质量图来指导干涉图各个部分的平滑程度。仿真和实测数据的结果验证了改进算法的有效性。     

一种新的位相去包裹算法

该文提出一种新的简单有效的位相去包裹算法,可以对含有噪声和奇异点的包裹位相图进行正确去包裹,去包裹过程与路径无关,可以有效地解决去包裹误差扩散问题,消除"拉线"现象。同时,仿真结果也证明了此种算法的有效性和健壮性。     

双精度数字散斑振动测量系统

给出了一种双精度数字散班振动测量系统。该系统结合了普通数字散斑离面振动测量光路和退敏感光路,可以对物体的振动进行高精度和低精度２次测量,并利用低精度的测量结果对高精度的测量结果进行相位去包裹。由于这种去包裹方法是各点独立进行的,使得该系统可以测量工程实际中复杂的非连续体的振动。     

几种时间相位展开方法的比较

相位场的展开是基于结构光投影光学三维面形测量方法的关键步骤,复杂相位场的展开也是该方法面临的主要问题之一,时间相位展开方法提供了解决这一难题的一种有效手段.时间相位展开方法利用从多套不同频率条纹图中调解得到的三维截断相位分布,沿时间轴方向上将每点的相位进行独立展开,可以避免二维截断相位图展开过程中引入的误差扩散问题.本文对比了负指数时间相位展开法、三频时间相位展开法、三频外差时间相位展开法以及一次外差时间相位展开法,并引入分块拟合的方法来得到更准确的相位计算结果.完成了计算机模拟和实验验证,标准平面测量时,采用分段拟和的相位误差远小于以前采用的全场拟和法.     

基于调制度分析的加权最小二乘位相展开方法

提出将条纹光强调制度分析和加权最小二乘法相结合进行二维位相全局展开的一种方法,在Ghiglia和Romero提出的基于离散余弦变换的加权最小二乘位相展开算法的基础上,根据条纹图像调制度分析确定加权最小二乘算法中的权矩阵,对调制度低的位相数据赋予低的权值,可以有效屏蔽无效位相数据对邻近区域的不利影响,该方法更充分利用条纹图像信息,算法稳健,可以实现完全自动的二维位展开,对实验数据的处理取得了较满意的结果。     

基于条纹间距调节的条纹分析

基于莫尔条纹的测量中,较好的条纹图、包裹相位图质量,能够提高测量的有效性和测量精度。合理的条纹分布密度,能够有效降低条纹图与包裹相位图中的噪声影响,消除条纹分布过密产生的相位混频。合适的莫尔条纹密度可以通过调节条纹间距来确定。测量结果表明该方法能够适应被测表面的条纹分布,获得可靠的测量数据和有效的测量精度,得到较好的测量结果。     

基于面结构光的飞机舱门间隙测量技术与应用

针对复杂试验环境下,战机舱门间隙非均匀变形动态测量难度大、精度要求高的问题,提出了基于面结构光的飞机舱门间隙测量方法,研究了条纹投影结构形面测量方法,包括在不需要空间相位展开过程或任何先验信息的情况下搜索包裹相位图中每个有效像素的立体对应和绝对条纹顺序,生成初始视差图和绝对相位图并进行了视差优化;建立了立体结构光模型,利用视差图和绝对相位图计算三维坐标。对得到的数据进行处理,包括建立被测件的物理坐标系,曲面截取以及对间隙位移量提取。设计了两种标准间隙,对本文方法的合理性和有效性进行了验证,可以对任意曲面和动态场景进行快速、准确的间隙和阶差的测量。将本方法应用于某飞机舱门间隙变形的测量中,获得了实际的变形位移量。     

基于测地学腐蚀的去包裹算法

相位图像去包裹运算是三维形貌测量的重要环节,用于获得真实的相位分布。该文提出了基于测地学腐蚀的去包裹算法,首先根据包裹相位图像选取m ask与m arker图像,并在m ask图像的限制下对m arker图像进行测地学腐蚀运算,然后对腐蚀后图像的补集采取相同的腐蚀运算,以消除包裹相位图的阴影、断点等噪声,最后利用五帧去包裹算法对腐蚀预处理后的相位图进行相位恢复。实验表明,该方法有效地消除了相位图像中的断点、空洞和阴影等干扰因素,为实现高精度的表面形貌测量奠定了基础。     

一种基于INSAR的叠掩区域识别算法

干涉合成孔径雷达是获取场景数字高程模型和正射影像图的有效技术之一。叠掩现象是SAR图像几何失真现象的一种。由于多点回波叠加,叠掩区域的相位并不准确,而且在相位解缠中影响判别。因此对叠掩区域进行识别具有重要意义。分析了叠掩区域的干涉相位特性及幅度特性,提出了一种结合SAR幅度图像和干涉相位对叠掩区域进行识别的算法,该算法能够有效的将叠掩区域区分出来,为InSAR后续处理提供可靠依据。仿真数据的处理结果,证明了算法的有效性。