太陽是位于太陽系中心的恒星,對地球生物有著巨大的影響。太陽光球?qū)邮翘柎髿獾淖畹偷囊粚?但是其亮度分布不均勻,在太陽光球?qū)由?寧靜區(qū)包含的是米粒組織,而活動區(qū)包含黑子、光斑等。本文的研究對象就是在黑子上的低對比度特征,即本影點。本影點是在太陽黑子本影上觀察到的小的亮的獨立的點,幾乎在所有的本影中都可以觀測到這些亮的特征,它們是黑子內(nèi)部存在的對流現(xiàn)象。研究黑子本影點對于理解強(qiáng)磁場下的對流運動和等離子體之間的相互作用以及分析太陽黑子的形成機(jī)制是很重要的。而到目前為止,現(xiàn)在已有的識別方法大都是基于強(qiáng)度和梯度的方法。然而,由于黑子本影點本身的亮度低、強(qiáng)度小、梯度小以及邊緣不清晰的特點,傳統(tǒng)的基于強(qiáng)度和梯度的方法難以精確地識別出黑子本影點。因此,為了克服上述提到的識別本影點方法的局限性,并提高識別黑子本影點的準(zhǔn)確性,我們提出了一個基于相位一致性的方法對黑子本影點進(jìn)行提取和識別。本文所選用的兩組數(shù)據(jù)是由Hinode太陽光學(xué)望遠(yuǎn)鏡(Solar Optical Telescope,簡稱SOT)于2007年3月2日獲得的一組高分辨率的太陽圖像和云南天文臺撫仙湖觀測站新一代太陽真空望遠(yuǎn)鏡(New Vacuum Solar Telescope,簡稱NVST)觀測得到的太陽高分辨率圖像來闡述所提算法。識別本影的過程包括:(1)首先,根據(jù)已有文獻(xiàn)所提出的技術(shù)識別出黑子的本影-半影邊界,為了能夠更好地展示黑子本影內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和保證實驗的準(zhǔn)確性,我們調(diào)整了原始圖像的灰度級,并根據(jù)識別出來的本影-半影的邊界,扣除了黑子本影以外的特征,包括米粒和半影纖維等,只保留了本影區(qū)域用于后面的實驗;(2)其次,利用相位一致性識別出黑子本影點。最后,我們研究本影點的統(tǒng)計特征并與已有文獻(xiàn)對比來驗證所提方法的準(zhǔn)確性。本文選用了兩種方法來證明所提算法的準(zhǔn)確性和有效性。首先,第一種方法是本文選取了目前已存在的識別太陽黑子本影點特征的方法與本文所提算法進(jìn)行對比試驗,并將識別結(jié)果相對比,來證明此方法有效性;其次,另一種方法是對識別出來的黑子本影點的特征進(jìn)行統(tǒng)計分析,包括等效直徑、生命期、水平速度、強(qiáng)度、大小等,然后與已有文獻(xiàn)中的統(tǒng)計結(jié)果進(jìn)行比較,從而證明本文所提算法的準(zhǔn)確性。通過實驗結(jié)果可以發(fā)現(xiàn),比起傳統(tǒng)的基于強(qiáng)度和梯度識別黑子本影點的方法,本文所提出的基于相位一致性識別太陽黑子本影點的算法能夠有效并準(zhǔn)確地識別和提取黑子本影點,并且研究的黑子本影點的統(tǒng)計特征能夠很好地與目前已存在的文獻(xiàn)中的結(jié)果相吻合,這進(jìn)一步證明了基于相位一致性識別黑子本影點方法的準(zhǔn)確性和有效性。為進(jìn)一步研究太陽黑子提供了保障和支持。
【學(xué)位單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：P182.41;TP391.41
【部分圖文】：

太陽是位于太陽系中心的恒星，并且對地球生物有著巨大的影響。太陽的結(jié)??構(gòu)從內(nèi)到外依次是日核、輻射區(qū)、對流層和大氣層。而大氣層又分為三種，分別??是光球、色球和日冕，其他的還包括太陽黑子及日珥。具體結(jié)構(gòu)如圖１．１．所示。??光球??■：肅??丨＇：太，：．：＇?：??圖１．１太陽結(jié)構(gòu)圖??太陽光球?qū)邮翘柎髿獾淖畹偷囊粚�，但是從圖中可以看出，亮度分布并不??均勻，在太陽光球?qū)由�，寧靜區(qū)包含的是米粒組織，而活動區(qū)包含黑子、光斑等。??而我們要研宄的對象就是在黑子上的低對比度特征，即本影點，如圖１．２中的紅??色方框標(biāo)示。本影點是黑子內(nèi)部存在的對流現(xiàn)象，是在太陽黑子的本影上觀察到??的小的亮的獨立的點，我們幾乎在所有的本影中都可以觀測到它們。本影點對于??維持黑子的能量平衡起著重要的作用，研宄黑子本影點對于理解強(qiáng)磁場下的對流??運動和等離子體的相互作用以及分析黑子的形成機(jī)制是很重要的。而且詳細(xì)研宄??

第一章緒論??統(tǒng)計特征［６］，例如大小、形狀、速度、強(qiáng)度、生命期等，對于理解本影點的物理??特性是很重要的。圖１．２給出了?一幅關(guān)于黑子的圖像，這個圖像的區(qū)域是６００＊６００，??可以看到其中包括了一個完整的黑子結(jié)構(gòu)，圖中比較黑的部分是黑子的本影區(qū)域，??外圍的條狀的部分是黑子的半影區(qū)域，半影區(qū)域外邊較亮的的部分是米粒組織。??圖中紅色方框標(biāo)識了本影區(qū)域中的低對比度特征＿本影點，從圖中可以看出，本影??點的亮度很低，梯度小，邊緣不清晰，很多本影點用肉眼根本識別不出來，并且其??周圍背景亮度也極低。??圖１．２?—個完整的黑子圖像，選擇的區(qū)域是６００＊６００。圖中比較黑的部分是黑子的本影??區(qū)域，外圍的條狀的部分是黑子的半影區(qū)域，半影區(qū)域外邊較亮的是米粒組織。圖中紅色??方框標(biāo)識了三個本影區(qū)域中的低對比度特征－本影點。??我們根據(jù)圖１．２畫出一幅關(guān)于圖像的的強(qiáng)度圖（在Ｙ＝３００處的一條直線的強(qiáng)??度圖），如圖１．３所示，圖１．３中紅色方框圈出來的地方，代表的是黑子本影區(qū)域??

昆明理工大學(xué)碩士學(xué)位論文??的強(qiáng)度，圖中紅色方框區(qū)域兩邊的強(qiáng)度值明顯高于紅色方框區(qū)域的值，強(qiáng)度最高??的是米粒組織，比它稍低點的是半影區(qū)域中的亮點。從圖１．３可以得到結(jié)論：本??影點的亮度很低，并且其周圍背景亮度也極低，梯度很小，邊緣不清晰等特點，??這是導(dǎo)致識別本影點困難的主要原因之一。??７００＊?．?１?Ｂ?！?１?—ａ??ｓｏｏ?－?．?Ｉ?）??２００?－?ｌｌ?？??ｙ?■??ｏｂ?１?１?ａ?１?１?ｓｉ??０?１００?２００?３００?４００?５００?６００??圖１．３圖１．２在Ｙ＝３００處得到的強(qiáng)度圖，其中包括本影點、米粒和半影纖維的強(qiáng)度。??其中，橫坐標(biāo)代表的是位置，縱坐標(biāo)代表的是相應(yīng)位置對應(yīng)的亮度，圖中紅色方框圈出來??的地方，代表的是黑子本影區(qū)域的強(qiáng)度。??１．２研究的主要內(nèi)容??通�？梢杂脕碜R別圖像特征的技術(shù)包括：閾值技術(shù)、區(qū)域増長及邊緣檢測等，??這些方法大都是基于強(qiáng)度或梯度閾值的方法＋Ｈ１。這些方法主要包括以下步驟：??首先，定義出本影區(qū)域；其次，識別本影點；再次，將本影點劃分為中心本影點??和外圍本影點。目前，這些基于強(qiáng)度和梯度閾值的傳統(tǒng)方法仍然存在許多問題，??比如難以精確地識別本影點
【參考文獻(xiàn)】

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1 Zhong Liu;Jun Xu;Bo-Zhong Gu;Sen Wang;Jian-Qi You;Long-Xiang Shen;Ru-Wei Lu;Zhen-Yu Jin;Lin-Fei Chen;Ke Lou;Zhi Li;Guang-Qian Liu;Zhi Xu;Chang-Hui Rao;Qi-Qian Hu;Ru-Feng Li;Hao-Wen Fu;Feng Wang;Men-Xian Bao;Ming-Chan Wu;Bo-Rong Zhang;;New vacuum solar telescope and observations with high resolution[J];Research in Astronomy and Astrophysics;2014年06期

2 羅斌;涂錚錚;郭玉堂;;基于運動信息和相位一致性的運動目標(biāo)提取[J];系統(tǒng)仿真學(xué)報;2008年01期

3 肖鵬峰;馮學(xué)智;趙書河;鄧敏;佘江峰;;一種基于相位一致的高分辨率遙感圖像特征檢測方法[J];遙感學(xué)報;2007年03期

4 歐陽鑫玉,趙楠楠,宋蕾,謝元旦;圖像分割技術(shù)的發(fā)展[J];鞍山鋼鐵學(xué)院學(xué)報;2002年05期

5 羅希平;田捷;諸葛嬰;王靖;戴汝為;;圖像分割方法綜述[J];模式識別與人工智能;1999年03期

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1 陳宇超;NVST多通道高分辨觀測系統(tǒng)軟件設(shè)計和實現(xiàn)[D];中國科學(xué)院研究生院(云南天文臺);2015年

2 陳潔;基于形態(tài)學(xué)和分水嶺算法的數(shù)字圖像分割研究[D];長安大學(xué);2012年

3 石揚;基于相位信息的圖像邊緣檢測算法研究[D];大連理工大學(xué);2007年

4 甘金來;圖像邊緣檢測算法的比較研究[D];電子科技大學(xué);2005年

本文編號：2846314