Um algoritmo dinâmico de seleção de pixels homogêneos integrado com crescimento regional

LI Jian ,  

FAN Hongdong ,  

TIAN Zeming ,  

WANG Jun ,  

摘要

A seleção de pixels homogêneos é uma etapa crucial no Radar Interferométrico de Abertura Sintética com Difusores Distribuídos (Distributed Scatterer Interferometric Synthetic Aperture Radar, DS-InSAR), influenciando diretamente a precisão e confiabilidade da otimização posterior da fase. Com base nas limitações dos algoritmos atuais de seleção de pixels homogêneos, especialmente no que diz respeito à baixa quantidade de imagens e ao equilíbrio entre erros do tipo I e tipo II, foi proposto um algoritmo dinâmico de seleção de amostras homogêneas que incorpora crescimento regional (Dynamic Center Growing Selector, DCGS). Este algoritmo primeiro seleciona um conjunto inicial local de pontos homogêneos com base no teste da razão de verossimilhança, depois atualiza dinamicamente os pixels de referência de dentro para fora com base na ideia de crescimento regional e, finalmente, utiliza o teste Gama para determinar a pertença dos pixels homogêneos. De acordo com experimentos de simulação de Monte Carlo, o algoritmo DCGS atingiu um valor médio do desvio padrão (STD) de 0,014 sob seis condições de amostra, representando melhorias de 68,4%, 63,2%, 67,9% e 10,7%, respectivamente, em comparação com o teste da razão de verossimilhança generalizado (GLRT), o teste de Kolmogorov-Smirnov (KS), o teste Baumgartner-Weiss-Schindler (BWS) e o algoritmo Hypothesis Test of Confidence Interval (HTCI). Uma validação experimental real foi realizada com imagens Sentinel-1 na região de Xiong’an, província de Hebei, com os resultados mostrando que o algoritmo DCGS obteve os menores valores de soma das diferenças de fase (PSD), desvio padrão de fase (SPD) e número de pontos residuais (RPN); em comparação com o algoritmo HTCI, foram alcançadas melhorias de desempenho de 2,6%, 8,9% e 18,4%, respectivamente; e apresentou melhor desempenho em supressão de ruído, manutenção da resolução e robustez às variações de amostra em relação aos testes BWS e HTCI.

关键词

Alvos distribuídos;DS-InSAR;Seleção de pixels homogêneos;Crescimento regional;Teste de hipótese não paramétrico;Monitoramento de deformações

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