Goldstein枝切法对存在间断相位缺陷的解缠研究

曾凡光; 吴光敏; MAI John D; 陈剑鸣

doi:10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2014.03.011

高级检索

ISSN 1001-3806CN 51-1125/TN 网站地图

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

Goldstein枝切法对存在间断相位缺陷的解缠研究

曾凡光 , 吴光敏 , MAI John D , 陈剑鸣

文章导航 > 激光技术 > 2014 > 38(3): 335-341

引用本文:

Citation:

Goldstein枝切法对存在间断相位缺陷的解缠研究

1.
昆明理工大学理学院, 昆明 650500;
2.
香港城市大学机械与生物医学工程学系, 香港

作者简介: 曾凡光（1989-），男，硕士研究生，主要从事InSAR合成孔径雷达相位解缠算法方面的研究。.

通讯作者: 陈剑鸣, jmchen@inems.com

中图分类号: O438

Study on unwrapping of discontinuous phase flaws based on Goldstein branch-cut theory

1.
Faculty of Science, Kunming University of Science and Technology, Kunming 650500, China;
2.
Department of Mechanical and Biomedical Engineering, City University of Hongkong, Hongkong SAR, China

Corresponding author: CHEN Jianming, jmchen@inems.com

CLC number: O438

摘要: Goldstein枝切法作为相位解缠中路径积分法的重要算法之一，其解缠结果易受到噪声或间断相位缺陷所引起的残差点影响。为了研究相位间断缺陷对解缠算法的影响，模拟了具有间断相位缺陷的数据，采用Goldstein枝切法进行了系统的解缠研究。重点研究了残差点对枝切线的搜索窗口半径大小的影响，并将解缠相位与真实相位进行了比较。结果表明，在单相位间断和双不相交的相位间断缺陷的情况下，Goldstein枝切法仍然具有较好的解缠效果；对于双交叉相位间断缺陷，Goldstein枝切法在这一局部区域无法得到正确的解缠结果；通过研究枝切线搜索窗口半径对解缠的影响，验证了存在“有效枝切线搜索窗口半径”的结论。此实验结果对于采用或联合采用Goldstein枝切法进行的相位解缠理论研究和应用具有参考价值。
- 信息光学 /
- 枝切法 /
- 相位缺陷 /
- 搜索窗口半径
Abstract: The Goldstein branch-cut method is a traditional method for phase unwrapping. Its phase unwrapping result is easily affected by phase residues caused by noise and discontinuous phase flaws in practice. To characterize effect of discontinuous phase on unwrapping algorithm, after simulating a data base for discontinuous phase, unwrapping was studied with Goldstein branch-cut phase unwrapping method. The effect of the residual phase on the size of the searching window radius was focused on specifically. The unwrapped phase was compared with the actual phase. The results show that accurate unwrapped phases can be obtained in situations with one and two disjointed discontinuity flaws. Accurate unwrapping phase results cannot be obtained in situations with two crossing phase discontinuous flaws. Good results can not be obtained for two crossing phase discontinuous flaws. Different discontinuous phase flaws have different effective branch cut searching window radius. There is an effective searching window radius for the Goldstein branch-cut approach. Those results can provide reference to research of the phase unwrapping only and jointly with Goldstein branch-cut.
- information optics /
- branch-cut theory /
- discontinuous phase flaw /
- searching window radius

[1]	LI B,QIAN X F,LI X H,et al. Phase-unwrapping algorithm based on radial shearing principle[J]. Laser Technology, 2013,37(1):44-47(in Chinese).
[2]	YANG F T, LUO J L, LIU Z Q,et al. Comparison of six phase unwrapping algorithms[J].Laser Technology,2008,32(3):323-326(in Chinese).
[3]	GHIGLIA D C, PRITT M D. Two-dimensional phase unwrapping: theory, algorithms, and software [M]. New York,USA:Wiley, 1998:103-121.
[4]	GOLDSTEIN R M, ZEBKER H A, WERNER C L. Satellite radar interferometry:two-dimensional phase unwrapping [J]. Radio Science, 1988, 23(4): 713-720.
[5]	ITOH K. Analysis of the phase unwrapping algorithm [J]. Applied Optics, 1982, 21(14): 2470-2470.
[6]	BONE D J. Fourier fringe analysis: the two-dimensional phase unwrapping problem [J]. Applied Optics, 1991, 30(25): 3627-3632.
[7]	COSTANTINI M. A novel phase unwrapping method based on network programming [J]. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing,1998,36(3):813-821.
[8]	FLYNN T J. Two-dimensional phase unwrapping with minimum weighted discontinuity [J]. Journal of the Optical Society of America, 1997, 14(10): 2692-2701.
[9]	OESCH D W, SANCHEZ D J, TEWKSBURY-CHRISTLE C M. Aggregate behavior of branch points-persistent pairs [J]. Optics Express, 2012, 20(2): 1046-1059.
[10]	HANSSEN R F. Radar interferometry: data interpretation and error analysis [M]. Dordrecht,Netherlands: Kluwer Academic Publishers, 2001:22-23.
[11]	BAO Zh, XIN M D, WANG T. Radar imaging technology [M]. Beijing: Publishing House of Electronics Industry, 2005:310-311(in Chinese).
[12]	ASUNDI A, WENSEN Z. Fast phase-unwrapping algorithm based on a gray-scale mask and flood fill[J]. Applied Optics, 1998, 37(23): 5416-5420.
[13]	LEI S, ZHANG S. Digital sinusoidal fringe pattern generation: defocusing binary patterns vs focusing sinusoidal patterns[J]. Optics and Lasers in Engineering, 2010, 48(5): 561-569.

[1]	杨锋涛 , 罗江龙 , 刘志强 , 吕晓旭 . 相位展开的6种算法比较. 激光技术, 2008, 32(3): 323-326.
[2]	许星 , 王开福 , 顾国庆 , 梁智锦 . 离面位移数字散斑干涉系统测量材料内部缺陷. 激光技术, 2012, 36(4): 548-552. doi: 10.3969/j.issn.1001-806.2012.04.029
[3]	杨初平 , 纪婧如 , 谭穗妍 , 林盈洪 . 条纹相位分析小区域平整度检测. 激光技术, 2011, 35(6): 784-786,836. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.06.017
[4]	杨锋涛 , 吕晓旭 , 王殿元 , 江长双 . 基于二阶差分的加权最小费用流相位展开算法. 激光技术, 2006, 30(6): 667-669,672.
[5]	闫乾宏 , 李勇 , 江溢腾 , 黄凯 , 周星灿 , 陈晓鹏 . 条纹投影动态3维测量中相位高精度估计. 激光技术, 2019, 43(5): 619-623. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2019.05.006
[6]	黄振芬 , 张启灿 , 侯志凌 . 相位展开中基于调制度轮廓线的极点连接算法. 激光技术, 2009, 33(5): 462-465. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2009.05.032
[7]	张海花 , 李勇 , 张海燕 , 王江 . 采用虚拟标准平面标定相位测量轮廓术系统. 激光技术, 2010, 34(5): 600-602,618. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.O5.007
[8]	林超 , 沈学举 , 杨胜翔 . 空间光调制器实现随机相位模板的仿真分析. 激光技术, 2013, 37(3): 365-370. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2013.03.022
[9]	李兴华 , 钱晓凡 , 徐钊 , 刘小伟 , 李斌 . 横向剪切原理在投影栅去基频中的应用. 激光技术, 2013, 37(6): 843-848. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2013.06.031
[10]	杨恒 , 黄佐华 , 刘云 . 背景光存在下的相衬法原理分析. 激光技术, 2011, 35(5): 696-698. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.05.032
[11]	熊润华 , 张启灿 . 基于优先度排序的3维数据缺失快速插补法. 激光技术, 2014, 38(1): 30-34. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2014.01.007
[12]	黄妙娜 , 黄佐华 , 蔡文鑫 , 雷水玉 . 位相板的制作及其在相衬法实验中的应用. 激光技术, 2010, 34(1): 81-84. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.01.023
[13]	林超 , 沈学举 , 杜霜 , 郭耀阳 , 胡申 . 随机偏振光学加密算法的加密及解密特性分析. 激光技术, 2014, 38(4): 515-521. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2014.04.016
[14]	杨初平 . 高斯光束荧光共焦显微镜的三维光学传递函数. 激光技术, 2005, 29(5): 552-554.
[15]	丁湘陵 , 袁倩 , 张乐冰 . 非对称光学图像加密系统的已知公钥攻击. 激光技术, 2014, 38(4): 561-564. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2014.04.025
[16]	李盛林 , 王华英 . 基于光栅滤波器的新型光学图像加密技术. 激光技术, 2018, 42(5): 655-658. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2018.05.014
[17]	邵珺 , 沈学举 , 李刚 , 周中亮 , 高鸿启 , 严世华 . 基于光学相关的运动目标跟踪识别技术研究. 激光技术, 2009, 33(6): 630-632. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2009.06.020
[18]	肖永亮 , 刘强 , 袁胜 , 周昕 , 赵晓军 , 杨泽后 , 陈涌 , 周鼎富 . 基于菲涅耳域光学图像加密系统的解密研究. 激光技术, 2009, 33(4): 433-436. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2009.04.029
[19]	丁湘陵 . 基于球面波照射的非对称光学图像加密. 激光技术, 2013, 37(5): 577-581. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2013.05.004
[20]	雍汉华 , 曹益平 . 基于光栅调制的归一化频谱三维识别. 激光技术, 2008, 32(2): 218-221.

点击查看大图

计量

文章访问数: 4335
HTML全文浏览量: 850
PDF下载量: 655
被引次数: 0

Goldstein枝切法对存在间断相位缺陷的解缠研究

通讯作者: 陈剑鸣, jmchen@inems.com

作者简介: 曾凡光（1989-），男，硕士研究生，主要从事InSAR合成孔径雷达相位解缠算法方面的研究。

1. 昆明理工大学理学院, 昆明 650500;
2. 香港城市大学机械与生物医学工程学系, 香港

收稿日期: 2013-10-11
录用日期: 2013-10-30
网络出版日期: 2014-05-25

关键词:

摘要: Goldstein枝切法作为相位解缠中路径积分法的重要算法之一，其解缠结果易受到噪声或间断相位缺陷所引起的残差点影响。为了研究相位间断缺陷对解缠算法的影响，模拟了具有间断相位缺陷的数据，采用Goldstein枝切法进行了系统的解缠研究。重点研究了残差点对枝切线的搜索窗口半径大小的影响，并将解缠相位与真实相位进行了比较。结果表明，在单相位间断和双不相交的相位间断缺陷的情况下，Goldstein枝切法仍然具有较好的解缠效果；对于双交叉相位间断缺陷，Goldstein枝切法在这一局部区域无法得到正确的解缠结果；通过研究枝切线搜索窗口半径对解缠的影响，验证了存在“有效枝切线搜索窗口半径”的结论。此实验结果对于采用或联合采用Goldstein枝切法进行的相位解缠理论研究和应用具有参考价值。