[发明专利]基于预处理和自适应遗传模拟退火算法的相位解缠方法

权利要求书

1.一种基于预处理和自适应遗传模拟退火算法的相位解缠方法，其特征在于，包括如下步骤：

S101、设置距离阈值R，对距离阈值R内的邻近偶极子对残差点进行预处理；具体包括：S1011、识别干涉相位图中的残差点，分别将正、负残差点标记为“+1”和“-1”极性，并对所有残差点标记为不平衡，设置距离阈值R；

S1012、找到一个不平衡残差点，并以该残差点为中心，放置一个N×N(N＝3)搜索窗，若该残差点为边界点，则执行步骤S1013，否则执行步骤S1014；

S1013、在N×N搜索窗内搜索残差点，将所有找到的残差点与中心残差点用枝切线相连，并对每个残差点标记为平衡；若无其他残差点，则将中心残差点设置成枝切线，并标记为平衡，返回步骤S1012；

S1014、在N×N搜索窗内搜索异性残差点，若找到，则在该点和中心残差点之间设置枝切线，并将这两个残差点标记为平衡，返回步骤S1012；若未找到，则判断搜索窗是否已到达图像边界，若已到达边界，则将该点与边界相连，标记为平衡后返回步骤S1012，否则执行步骤S1015；

S1015、令N＝N+2，若N≤2R+1，则返回步骤S1014；若N>2R+1，则放弃对该点的操作，返回步骤S1012；

S102、使用自适应遗传模拟退火算法计算剩余残差点的优化组合；

S103、在干涉相位图中用枝切线连接步骤S102得到的每对所组合的正负残差点，使用洪水漫淹法绕开枝切线进行相位解缠。

2.根据权利要求1所述的基于预处理和自适应遗传模拟退火算法的相位解缠方法，其特征在于，所述步骤S101进一步包括：重复步骤S1011至S1015，遍历所有残差点后，若剩余不平衡的残差点数量不相等，则通过将最靠近边界的残差点与边界相连或增加边界点的方式来实现残差点数量平衡。

3.根据权利要求1或2任一项所述的基于预处理和自适应遗传模拟退火算法的相位解缠方法，其特征在于，所述步骤S101中距离阈值R根据图像大小和残差点数量自行设置。

4.根据权利要求3所述的基于预处理和自适应遗传模拟退火算法的相位解缠方法，其特征在于，所述步骤S102具体包括：

S1021、设置遗传算法和模拟退火算法的各项控制参数；

S1022、采用整数排列编码方式对预处理后不平衡的N个正残差点从1到N进行编码，将N个正残差点的一个排列建模为“染色体”；同时，对N个负残差点从1到N进行编码并排序，并在算法执行过程中始终保持其顺序固定不变；

S1023、种群初始化：通过对数字1至N进行随机排列，产生初始父代种群；

S1024、适应度值应与该条染色体所对应的枝切线总长度成反比，将染色体所对应的枝切线总长度的倒数作为适应度函数，即

fitness=1Σi=1Ndi]]>

其中，d_i表示连接第i个正负残差点组合的枝切线长度；

S1025、选择策略：使用随机遍历抽样法进行选择；

S1026、交叉操作：将父代染色体随机两两分组，之后采用部分匹配交叉算法完成对每组中两个父代染色体的交叉操作；

S1027、变异操作：通过互换染色体中任意两个位置的基因得到变异的子代染色体；

S1028、单向进化逆转操作：对染色体中的某一段基因进行逆转，计算逆转前和逆转后的染色体适应度值，保留适应度值较高的染色体；

S1029、当种群完成步骤S1021至S1028操作后，依次对每个染色体执行模拟退火操作。

5.根据权利要求4所述的基于预处理和自适应遗传模拟退火算法的相位解缠方法，其特征在于，所述步骤S1029具体包括：

S10291、产生新解：交换当前染色体S₁中任意两个位置的基因，产生新的染色体S₂；

S10292、若S₁和S₂对应的枝切线总长度分别为f(S₁)和f(S₂)，则两者长度差为df＝f(S₂)-f(S₁)，使用Metropolis准则

P=1df<0exp(-dfT0)df≥0]]>

如果df<0，则以概率1接受新的染色体S₂，否则以概率exp(-df/T₀)接受S₂；

S10293、降温：当种群中所有染色体执行完步骤S10291和S10292后，进行降温操作，若小于结束温度或者达到最大遗传代数，则停止迭代，输出适应度最高的染色体，否则继续迭代；

S10294、根据步骤S10293中输出的染色体，确定正负残差点对的优化组合。