[发明专利]一种基于似然估计的多基线相位估计装置及方法

权利要求书

1.一种基于似然估计的多基线相位估计装置，其特征在于：包括以下几个模块：

单基线数据处理模块，该单基线数据处理模块包含复图像配准、干涉相位滤波环节，该单基线数据处理模块用于输入不同基线主辅图像，输出不同基线滤波后缠绕相位；

去模拟平地模块，该去模拟平地模块不需要控制点信息，用于在频域估计短基线参考平面的相位，按照基线比例将平面相位拓展至其他基线，通过移除同一平面在不同基线下的相位；

搜索区间定位模块，该搜索区间定位模块用于通过对去平面之后的短基线相位降采样解缠，在不使用先验信息的情况下快速定位搜索区间的相位中心；

多基线相位融合模块，该多基线相位融合模块用于基于似然估计的原理，利用归一化概率密度函数，将多基线干涉相位统计特性和相干系数相结合，获取高精度解缠相位，补偿参考基线的平地相位，进而利用控制点即可以将解缠相位调整至绝对相位；

该单基线数据处理模块对不同基线复图像进行常规干涉处理，输出多基线滤波相位，该单基线数据处理模块主要包含复图像配准、干涉相位滤波环节，通过复图像配准环节，主辅图像中同一位置的像素对应于地面同一分辨单元，从而保证正确获取同一分辨单元的干涉相位，图像配准的关键在于距离和方位偏移量的确定，偏移量可以利用系统、几何参数信息计算得到，也可以直接利用数据的相关性或相干性等信息进行估计，经过几何配准、粗配准、精配准，将主辅图像偏移量控制在亚像素级，配准后的主辅图像经过复共轭相乘取相角处理后，即可获取反应地形信息的干涉相位，受到若干去相干因素的影响，干涉相位图中往往存在大量的相位噪声，通过相位滤波环节可以抑制干涉相位噪声，输出降噪后的缠绕相位，该环节根据基线长度及地形坡度优化干涉相位滤波窗口，使得滤波器性能具有很好的调节性，最终实现相位噪声的有效抑制；双基线相位估计不需要对整幅图进行相位解缠，避免了解缠误差的引入；

去模拟平地模块为了降低基线比例估计误差对相位融合的影响，需要移除参考平面相位，通过估计距离向占优势的条纹频率估计平地相位，移除平地相位后即为地形与参考平面的高度差引起的相位；

搜索区间定位模块首先对去平地后的短基线干涉相位欠采样，并对欠采样后的干涉相位解缠，然后插值到原始图像大小，根据基线比例归一化插值之后的解缠相位作为搜索区间的相位中心；

多基线相位融合模块利用多基线不同视角的差异及数据多样性，可以减少欠采样区域以及噪声对解缠造成的影响，利用基线比例归一化处理干涉相位的概率密度函数，改变其固有的周期特性，进而可以构建似然函数估计参考基线相位。

2.一种基于似然估计的多基线相位估计方法，其特征在于，包含以下几个步骤：

单基线数据处理步骤，该单基线数据处理步骤包含复图像配准、干涉相位滤波环节，该单基线数据处理步骤用于输入不同基线主辅图像，输出不同基线滤波后缠绕相位；

去模拟平地步骤，该去模拟平地步骤不需要控制点信息，用于在频域估计短基线参考平面的相位，按照基线比例将平面相位拓展至其他基线，通过移除同一平面在不同基线下的相位；

搜索区间定位步骤，该搜索区间定位步骤用于通过对去平面之后的短基线相位降采样解缠，在不使用先验信息的情况下快速定位搜索区间的相位中心；

多基线相位融合步骤，该多基线相位融合步骤用于基于似然估计的原理，利用归一化概率密度函数，将多基线干涉相位统计特性和相干系数相结合，获取高精度解缠相位，补偿参考基线的平地相位，进而利用控制点即可以将解缠相位调整至绝对相位；

单基线数据处理步骤对不同基线复图像进行常规干涉处理，输出多基线滤波相位，该单基线数据处理模块主要包含复图像配准、干涉相位滤波环节，通过复图像配准环节，主辅图像中同一位置的像素对应于地面同一分辨单元，从而保证正确获取同一分辨单元的干涉相位，图像配准的关键在于距离和方位偏移量的确定，偏移量可以利用系统、几何参数信息计算得到，也可以直接利用数据的相关性或相干性等信息进行估计，经过几何配准、粗配准、精配准，将主辅图像偏移量控制在亚像素级，配准后的主辅图像经过复共轭相乘取相角处理后，即可获取反应地形信息的干涉相位，受到若干去相干因素的影响，干涉相位图中往往存在大量的相位噪声，通过相位滤波环节可以抑制干涉相位噪声，输出降噪后的缠绕相位，该环节根据基线长度及地形坡度优化干涉相位滤波窗口，使得滤波器性能具有很好的调节性，最终实现相位噪声的有效抑制；双基线相位估计不需要对整幅图进行相位解缠，避免了解缠误差的引入；

去模拟平地步骤为了降低基线比例估计误差对相位融合的影响，需要移除参考平面相位，通过估计距离向占优势的条纹频率估计平地相位，移除平地相位后即为地形与参考平面的高度差引起的相位；

搜索区间定位步骤首先对去平地后的短基线干涉相位欠采样，并对欠采样后的干涉相位解缠，然后插值到原始图像大小，根据基线比例归一化插值之后的解缠相位作为搜索区间的相位中心；

多基线相位融合步骤利用多基线不同视角的差异及数据多样性，可以减少欠采样区域以及噪声对解缠造成的影响，利用基线比例归一化处理干涉相位的概率密度函数，改变其固有的周期特性，进而可以构建似然函数估计参考基线相位。