理论教育 基于路径积分的解缠方法介绍

基于路径积分的解缠方法介绍

时间:2023-06-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:质量图引导的路径跟踪算法,就是基于这种思路的二维解缠方法。在邻接表所列出的相邻点中选出一个质量最高的像元,将这个像元从表中删除,将其解缠后并把该像元的相邻像元加入邻接表。通常会采用一定阈值限制过多像元进入邻接表中,高于此阈值加入表,低于此阈值的像元则推迟加入。解缠初始时,阈值可设定较高,在计算过程中逐渐降低,最后解算所有像元的模糊度。

基于路径积分的解缠方法介绍

1.枝切法(branch cut)

Goldstein在1988年提取了经典的路径积分算法——枝切法,此算法用2×2像元形成的最小闭合路径积分检测出二维相位数据中的所有残数点,用枝切使得所有的积分路径不包含未平衡的残数点(积分路径内所包含的残数点的残数和为零)。

在图6-3(a)中,检测出两个残数点,其残数值分别为+1和-1,用枝切将这两个残数点连接起来,如图6-3(b)中黑线所示;对相位梯度进行积分时,积分路径不可穿越此枝切,在这种情况下任意闭合路径所包含的残数值为0。于是枝切法就是将所有的残数点用枝切连接起来,形成多个树状枝切,并且保证每个枝切树所连接的残数点的残数和为0;连接残数点的枝切表示相位不连续地方,阻止积分路径从这些地方穿过,避免出现整周跳变和二维相位场的不一致。

在设置枝切时,其原则是使枝切的总长度最短,即干涉图中相位不连续的总长度最短。在图6-4(a)中,黑白色的点分别代表正负残数点,图6-4(b)中的枝切设置显然是不合理的,会出现不连通的区域无法积分解缠,图6-4(c)中的枝切设置是较为合理的。

图6-3 枝切法解缠示意图(图中数值需乘以2π)

图6-4 枝切的连接方法示意图

枝切法解缠的计算速度快,解缠相位与缠绕相位只会相差2π的整数周期,不会破坏真实相位的主值;但是最大缺点就是当干涉图相干性较差时,可能得不到一个完整的解。在相干性高的区域,其解缠结果是准确的,但在低相干区,残数点密集区,很难正确地设置枝切,常得到不准确解,甚至枝切会形成许多孤立区域,这些区域是无解的。(www.daowen.com)

2.质量图法(quality guided path follow ing)

枝切法中切线的连接实际上是很复杂的,组合方式会很多,难以判断哪一种结果是最佳选择。因此,有必要引入其他信息来辅助解决这些问题。质量图引导的路径跟踪算法,就是基于这种思路的二维解缠方法。其特点是:利用质量图引导解缠路径不会环绕残数点,积分路径不依赖枝切线。

质量图法的解缠过程类似洪水漫淹,但漫淹的顺序是由质量图来引导的。该方法的基本步骤如下:

(1)按照某一准则(相干性或相位梯度)生成一幅质量图,这样干涉图中每个像元都对应着一个干涉质量标识。

(2)以某一高质量的像元为起点,遍历其邻接像元,将它们解缠后并存入“邻接表”(adjoin list)的数组中。

(3)在邻接表所列出的相邻点中选出一个质量最高的像元,将这个像元从表中删除,将其解缠后并把该像元的相邻像元加入邻接表。

(4)重新将表中各像元按质量排序,如此迭代方式进行下去,逐渐扩大已解缠区域,直至质量最差的像元。

质量图法采用枝切线来避开残数点,但需要依赖干涉质量指标。产生和不断地更新这个邻接表,在计算中占用很大的内存空间和运算时间。通常会采用一定阈值限制过多像元进入邻接表中,高于此阈值加入表,低于此阈值的像元则推迟加入。解缠初始时,阈值可设定较高,在计算过程中逐渐降低,最后解算所有像元的模糊度。

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