一种基于DWT的InSAR相位滤波方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113920025A(43)申请公布日2022.01.11(21)申请号202111162827.9(22)申请日2021.09.30(71)申请人武汉大学地址430072湖北省武汉市武昌区珞珈山武汉大学(72)发明人陈振炜(74)专利代理机构武汉科皓知识产权代理事务所(特殊普通合伙)42222代理人王琪(51)Int.Cl.G06T5/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种基于DWT的InSAR相位滤波方法(57)摘要本发明涉及一种基于DWT的InSAR相位滤波方法。首先对复数干涉相位进行三级小波变换，对经过三级小波变换的小波子域利用设定的阈值生成掩模图，将掩模图中检测为信号的系数的实部和虚部分别乘以2，噪声系数保持不变，然后进行一级逆离散小波变换，并设计掩模生长规则更新掩模图，最后通过计算复数数据的相位值，得到滤波后的相位值。该本发明提出的方法对原始信号的处理不需要类似传统方法的窗口操作，滤波器的性能不依赖于窗口维，提高了处理的效率，而且在小波逆变换过程中顾及了由相干性提取的自适应掩模图，不仅能够较好地滤除相位噪声，同时也较完整地保留了原有的相位细节和条纹边缘。CN113920025ACN113920025A权利要求书1/1页1.一种基于DWT的InSAR相位滤波方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，对复数干涉相位进行三级小波变换；步骤2，对经过三级小波变换的小波子域，利用信号质量和设定的阈值来确定掩膜的像素，生成掩膜；步骤3，将掩模中检测为信号的系数的实部和虚部分别乘以λ，噪声系数则保持不变；步骤4，进行一级逆离散小波变换；步骤5，获取新高频级中的信号系数的掩膜；步骤6，重复进行步骤3‑步骤5，一共重复n次，以获取原始数据中的复数信号；步骤7，从步骤6中得到的复数数据中计算滤波后的相位值。2.如权利要求1所述的一种基于DWT的InSAR相位滤波方法，其特征在于：步骤1中对原始含噪声InSAR图像进行两次DWT变换后，再对其进行一次DPWT变换，随后进行滤波处理，从而对噪声进行去除；为了获取第一分解级别中，信号的小波系数强度以23为基的固定增长率，在第三个分解级别中，对所有波段采用小波滤波器，进行离散小波包分解。3.如权利要求2所述的一种基于DWT的InSAR相位滤波方法，其特征在于：步骤2中为了得到小波信号系数，对信号质量Γsig采用阈值Thω来区分信号和噪声，当Γsig大于阈值Thω，则为信号系数，反之为噪声系数；阈值Thω根据子带动态的均值计算得到，信号质量计算Γsig公式如下：式中，i为小波变换的级数，Iω表示低频子带中小波系数的强度，表示噪声带d1中的Iω所对应的空间域噪声方差。4.如权利要求3所述的一种基于DWT的InSAR相位滤波方法，其特征在于：步骤5中获取新高频级中的信号系数的掩膜，包括以下几个子步骤：步骤5.1，将2i级上的四个掩膜进行合并；步骤5.2，将这个合并后的掩膜的尺度翻倍，以适应2i‑1级上的子带尺度；步骤5.3，根据2i‑1级子带上4个像素的相干性进行掩膜的生长。5.如权利要求4所述的一种基于DWT的InSAR相位滤波方法，其特征在于：步骤5.2中并非将2i‑1级子带上的4个像素系统地归到同一类，而是从原始的InSAR相干图中得到一个降采样的相干图，这个相干图和2i‑1级子带具有相同的尺寸。6.如权利要求5所述的一种基于DWT的InSAR相位滤波方法，其特征在于：步骤5.3中2i级上掩模的某个点(m,n)和它在2i‑1级上对应的4个点(k,l)、(k,l+1)、(k+1,l)、(k+1,l+1)的掩模生长服从下列规则：若点(m,n)为一个信号像素，则当|ρ(k,l)‑ρp|≤εc时，p为信号系ii‑1数，反之p为噪声系数，其中ρ(k,l)为2级上的像素，ρp为2级上的像素，p∈{(k,l)；(k,l+1)；(k+1,l)；(k+1,l+1)}，εc为设定的阈值；若点(m,n)为一个噪声像素，则当|ρ(k,l)‑ρp|≤εc时，p为噪声系数，反之p为信号系数；即如果合并后掩膜上的某个像素是信号，那么它所对应的四个像素，在2i‑1级上依然是一个信号像素，否则就分类为噪声；这一系列生成下来的掩膜可以有效地获取原始数据中的信号。2CN113920025A说明书1/4页一种基于DWT的InSAR相位滤波方法技术领域[0001]本发明属于图像处理技术领域，特别是涉及一种基于DWT的InSAR相位滤波方法。背景技术[0002]小波变换已被广泛地应用到信号和图像的处理当中，尤其是对于SAR图像和InSAR图像中噪声的消除。BraunischH曾提出了一种基于Mallat小波分解的软阈值SAR干