理论教育 一维相位解缠方法及其拓展至二维数据

一维相位解缠方法及其拓展至二维数据

时间:2023-06-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:则式(6.6)可写为:通过对缠绕相位ψ的差分缠绕值进行积分,即可得到真实相位:由上式可知,如果对于缠绕相位的差分结果进行缠绕运算后再求和,则可以得到干涉图所包含的真实相位。当该解缠思想扩展到二维数据时,行、列方向上相邻像元间的相位差分值不再是独立的,它们之间可以避免一维解缠时出现的错误——因相位不连续而造成的整周跳变。

一维相位解缠方法及其拓展至二维数据

假设一维方向上一个复数信号为:

其真实的相位信号是:

经式反正切提取相位主值运算后,会将真实的相位信号缠绕,结果如图6-1所示:

图6-1 一维相位解缠原理

缠绕相位ψ呈周期性变化,当真实相位值大于π时,缠绕算子w会将其缠绕至区间-π,π(]内。图6-1揭示了一维缠绕相位与真实相位间的对应关系。

假设一维的相位采样满足采样定理,即相邻像元间的相位差绝对值小于π,图6-1中时间刻度间距为Δt=0.05,则两相邻相位对应的真实相位差的绝对值为=5πΔt=0.25π<π,离散的缠绕相位信号与真实相位间的关系可表述为:

上式中i为样本序号,N为样本数。定义差分算子Δ为:(www.daowen.com)

利用上式对缠绕相位作差分运算可得到:

再对上式进行缠绕算子运算一次,则有

式中n1和n2用来表示两次作缠绕运算时的整数序列。因缠绕运算w{Δ{ψ(i)}}所得到的结果必然在区间-π,π(]内,即-π<Δ{φ(i)}≤π。因此2πΔ{n1(i)}+2πn2(i)必须等于0才能同时满足这两个条件。则式(6.6)可写为:

通过对缠绕相位ψ的差分缠绕值进行积分,即可得到真实相位:

由上式可知,如果对于缠绕相位的差分结果进行缠绕运算后再求和,则可以得到干涉图所包含的真实相位。所有的计算都是基于相邻像元间的相位差绝对值小于π,但是因噪声存在、相位混叠等情况,很可能这一假设无法满足,因而一维的情形下,从解缠相位中重建真实的相位值几乎是不可能的。当该解缠思想扩展到二维数据时,行、列方向上相邻像元间的相位差分值不再是独立的,它们之间可以避免一维解缠时出现的错误——因相位不连续而造成的整周跳变。为避免此类解缠错误,就需要寻找合适的路径对相位梯度进行积分,或者利用真实相位梯度与缠绕相位梯度差异最小的方法。

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