[发明专利]基于非局部平均的TomoSAR林下地形反演方法及系统

权利要求书

1.一种基于非局部平均的TomoSAR林下地形反演方法，其特征在于，包括步骤：

S1：获取N景SLC影像数据，对各所述SLC影像数据进行预处理，获得观测值数据集；

S2：计算所述观测值数据集中，各像素的最佳协方差矩阵；

步骤S2具体为：

S21：选取所述观测值数据集中的某一像素作为目标像素x₀，所述目标像素x₀位于搜索窗口W的中心坐标(m，n)处，计算所述目标像素x₀的样本协方差矩阵和所有邻域像素x_i的样本协方差矩阵其中i表示邻域像素的编号，0＜i＜T，T为搜索窗口W内的像素总数；

S22：计算所述目标像素x₀的匹配窗口P与邻域像素x_i的匹配窗口的空间相似度f_s(x₀，x_i)和辐射相似度f_r(x₀，x_i)；

S23：通过所述空间相似度f_s(x₀，x_i)和所述辐射相似度f_r(x₀，x_i)，计算获得所述邻域像素x_i的权重计算公式为：

S24：重复步骤S22到S23，获得所有邻域像素的权重，联合所有所述邻域像素的样本协方差矩阵及其权重进行加权计算，获得所述目标像素x₀的最佳协方差矩阵，计算公式为

S25：重复步骤S21到S24，获得各像素的最佳协方差矩阵；

S3：通过谱估计公式对各所述像素的最佳协方差矩阵进行谱估计，获得高精度林下地形。

2.根据权利要求1所述的基于非局部平均的TomoSAR林下地形反演方法，其特征在于，步骤S1中，所述对各所述SLC影像数据进行预处理，具体为：

将各所述SLC影像数据，进行单视复数影像序列配准、去平地效应和相位补偿操作，所述相位补偿包括：去斜、去大气扰动和去轨道误差。

3.根据权利要求1所述的基于非局部平均的TomoSAR林下地形反演方法，其特征在于，步骤S21中，像素的样本协方差矩阵R的计算公式为：

其中，L表示多视数，g(l)表示l处SLC影像HH极化通道观测值，H为共轭转置操作符。

4.根据权利要求1所述的基于非局部平均的TomoSAR林下地形反演方法，其特征在于，所述搜索窗口W的大小为w×w，所述目标像素x₀的匹配窗口P的大小为p×p，其中，w的取值范围为11-21，p的取值范围为3-5；

步骤S22中，所述空间相似度f_s(x₀，x_i)的计算公式为：

所述辐射相似度f_r(x₀，x_i)的计算公式为：

其中，x₀表示目标像素，x_i表示邻域像素，P²表示目标像素x₀的匹配窗口P中像素的数量；

和的定义式为；

g_γ(x)＝exp[-(γ^-1x)²]

其中，γ为自定义滤波尺度因子，γ_s为控制着滤波的空间范围，γ_r为根据两个像素之间的辐射相似度来控制过滤量；

函数为两个厄米特矩阵之间的仿射不变距离，表示为：

其中，||·||_F表示Frobenius范数，log表示求矩阵对数。