擬 合。兩條曲線不能差異太大。
[0029] 1( 0，0)/1(0,0) = 0. 4+0. 6cos 0 (1)
[0030] I (目，0)/"I (0,0) = I-U2-V2+U2COS 目 +V2COS 目 似
[0031] I人（日，0)/!人（0,0) = A+B+C[l-cos 0 ln(l+sec 0 )] (3)
[0032] 綜上所述，本發(fā)明與現(xiàn)有技術的幾種方法相比優(yōu)點和差異在于：
[0033] 1.首先對圖像進行評估，并不是所有圖像都進行去云操作，提取的"寧靜太陽"平 均輪廓與擬合結果差異不大時反應其基本符合太陽物理模型本身，則該樣的數據進行去云 才有必要，目前只有本發(fā)明考慮該一點。
[0034] 2.本發(fā)明具有靈活性，根據感興趣的結構可W調整卷積的參數W最大程度保留感 興趣的結構。
[0035] 3.本發(fā)明采用除臨邊昏暗"，而有的方法采用減法操作，實質上本發(fā)明是將云 結構當做平場去看待，具有物理上的合理性和針對性，而其它方法只是瞄準圖像大尺度平 均值平坦、對比度修改、結構濾波、同態(tài)濾波等純圖像數學處理方法，而且本發(fā)明相對于濾 波的一個好處是空間各自處理信號不會互混。
[0036] 4.本發(fā)明著眼點在于臨邊昏暗構造及其偏離，在卷積平滑過程中針對云空間特征 頻率高于臨邊昏暗且小于太陽結構，針對大量云覆蓋數據比較去云與否對太陽特征結構的 影響（參考圖6);而且它方法盲目采用各種圖像理論來修正云覆蓋圖，并不強調該些問題， 修正W后的圖可能嚴重偏離太陽物理本質。
[0037] 5.本發(fā)明對于有云影響下的耀斑結構的探測識別很有幫助（參考圖7)，實質性地 挽救了一批本來應作為無效數據刪除的資料；同時由于該方面技術發(fā)明，觀測者可W放屯、 地在有云天氣繼續(xù)按原有帖率采集數據，不必因為"云的因素"干預采集系統(tǒng)，無形中解放 了勞動力。
【附圖說明】
[0038] 圖1為本發(fā)明一種基于太陽寧靜色球背景處理的Ha去云方法的構成原理圖。
[0039] 圖2為一張去云和不去云的比較圖。
[0040] 圖3為極坐標展開圖。
[0041] 圖4為按照太陽強度進行像素升降排序處理后的分布圖，可W看到特征結果和寧 靜太陽都分離了。
[0042] 圖5是提取的典型寧靜太陽臨邊昏暗曲線（擬合未畫出）。
[0043] 圖6是比較典型的一些云和去云結果對比，圖中W濃淡和云頻率結構觀點進行分 類。
[0044] 圖7左圖為耀斑探測程序在有云情況下標記錯誤結果，右圖是去云W后再運用同 樣耀斑探測程序。
[0045] 圖8為云很均勻或無云的比較理想的原圖扣除本發(fā)明中的"寧靜色球"構造圖后 的結果。
【具體實施方式】
[0046] 本發(fā)明的實施例結合【附圖說明】如下：
[0047] 參見圖1，本發(fā)明是模塊化的，基于相機系統(tǒng)采像W后的數據庫計算，不干預采集 系統(tǒng)本身。運算系統(tǒng)本身可W基于服務器進行數據加工分級，也可W在個人PC機上針對某 一個具體太陽觀測時間段的數據進行。
[0048] 采用圖1測量模塊結構，本發(fā)明的去云方法具體主要實施方式如下所示：
[0049] 首先，本系統(tǒng)用象限方法對數據分塊，比較每塊的方差和平均值進行數據質量的 預判，然后進入邊緣檢測步驟（進一步判斷數據質量）。對于數據質量較好的能通過逐點切 割探測邊緣點模塊；質量較差的會進入sobel算子模塊，采用sobel算子作用后的標準偏差 結合圖像平均值限定的方法來限制邊緣檢測范圍。不能順利通過該兩個模塊的數據被歸入 "問題數據"，待人工抽查后決定是否刪除。
[0化0] 其次，在后續(xù)日屯、、半徑計算和色球臨邊昏暗計算模塊中也保留返回問題數據的 接口。在圖4的寧靜色球區(qū)域選取中，y方向采用0.3?0.7的寬度平均（歸一化單位）， 一般不做調整，但極少見情況下（淡云密布，太陽結構亮度密布極廣），該個寬度區(qū)間要進 行縮減。
[0化1] 最后，在寧靜背景構造W后進入云平場的卷積平滑構造（參考圖1步驟5)。該個 過程中一般直接采用方波卷積即移動平滑，也可W更精細地采用高斯卷積，兩種操作的窗 口特征尺度范圍W太陽半徑為單位，對于耀斑區(qū)域一般調整范圍為0. 08?0. 10。
[0化2] 上述各實施例可在不脫離本發(fā)明的范圍下加W若干變化，故W上的說明所包含應 視為例示性，而非用W限制本發(fā)明申請專利的保護范圍。
【主權項】
1. 一種基于太陽寧靜色球背景處理的H a去云方法，其特征在于：提供一種太陽觀測 的針對性云去除方法，利用有云數據中提取的尚存"寧靜色球背景"信號，且無需對測量系 統(tǒng)進行過去的停止采像干預，該方法的關鍵步驟如下： 1) 將輸入包含全日面Ha圖像進行評估，提取幾何信息； 2) 將臨邊昏暗信號尚存的數據提取出全日面"寧靜色球背景"； 3) 將含云數據除W背景圖并做針對性尺度的卷積平滑，提取云結構盡量不包含太陽特 征結構； 4) 原圖除云結構"的"平場"圖； 5) 根據結果中關屯、的太陽特征結構的保留情況確定比較合適的卷積平滑尺度。
2. 根據權利要求1所述的一種基于太陽寧靜色球背景處理的Ha去云方法，其特征在 于；步驟。與如中，所述的尋找并構造圖像中殘存的臨邊昏暗特征，其特點在于考慮臨邊 昏暗導致的強度整體變化的前提下，對每一處不同日屯、距離處的像素進行強度域中的太陽 結構排序（黑子、耀斑、譜斑、寧靜色球、云區(qū)域），從而提取非常符合寧靜太陽本質規(guī)律的 北旦
3. 根據權利要求1所述的一種基于太陽寧靜色球背景處理的Ha去云方法，其特征在 于；步驟4)與5)中，采用除法運算和卷積平滑，即認為云的存在使得全日面太陽圖像在大 尺度結構上偏離了臨邊昏暗應有的規(guī)律，同時云又在其小結構尺度上大于感興趣的太陽結 構的特征尺度，該是卷積平滑的思想和尺度依據所在。
4. 根據權利要求1所述的一種基于太陽寧靜色球背景處理的Ha去云方法，其特征在 于：本發(fā)明運用的出發(fā)點是考慮需要進行云修復的太陽結構是否支持云修復，而不是考慮 人眼看到全日面像的修復前后的目視感觀。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種全日面Hα觀測系統(tǒng)的去云方法，目前世界上太陽實測學科領域很少探討全日面Hα觀測系統(tǒng)的去云方法，大量的地面觀測一般直接刪除有云的數據。本發(fā)明屬于國內首次在全日面觀測應用“針對太陽結構”的去云方法發(fā)明，增加了今后對耀斑數據的采集和捕獲量。本發(fā)明通過云覆蓋數據中寧靜太陽臨邊昏暗的殘存信息來構造一個很特殊的背景圖像，然后再將原數據與這張背景圖構造出一個比較接近“云吸收”特征的平場數據來修復圖像。本發(fā)明的特點是按太陽物理模型決定采用的數學方法，不是盲目進行數字圖像的各種數學重建，從類似CCD平場的角度去考慮云的效應，對于不可修復的數據做質量標記，對于可修復的數據進行修復。本發(fā)明通過國家天文臺懷柔太陽觀測基地多次觀測實驗驗證，可以廣泛應用于各類光球和色球波段的地基全日面望遠鏡觀測系統(tǒng)，目前主要的功能是針對有云耀斑數據進行修復。
【IPC分類】G06T5-00
【公開號】CN104616262
【申請?zhí)枴緾N201510067351
【發(fā)明人】王曉帆, 林鋼華, 鄧元勇
【申請人】中國科學院國家天文臺
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2015年2月10日