一种基于太阳宁静色球背景处理的Hα去云方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于太阳观测技术领域，特别是一种适用于多云地区全日面观测系统的全 局去云方法。本发明属于天文学中的太阳观测学领域。
【背景技术】
[0002] 全日面Ha观测已经有上百年历史，从早期的照相到现在的CCD数字成像。因为 该条谱线的激发势很小且太阳上存在大量氨元素，所W太阳上的爆发基本都能在Ha观测 至IJ，该也是100多年来一直还在进行的原因。天文台站建立初期往往都是人烟稀少的地方， 所W上空的尘埃和水汽也少，早期太阳选址往往也不注意评估未来几十年云覆盖的恶化程 度（参考文献[1])。后期由于城市建立和规模扩大，天文观测站附近城市排放的烟尘和水 汽情况在与建站初期差异很大，对10cm?30cm太阳可见光望远镜观测影响最大目前看来 是云覆盖而不是视宁度。北京近郊的怀柔太阳观测基地目前在晴天时大约有60%?70% 可观测时间存在间歇性云覆盖的问题，上云时段往往集中在下午，云的方向一般自西向东。 云带来的问题一导致数据减少，二是导致观测员频繁暂停观测从而导致大量耀斑观测不完 整。实际上，某些有云的全日面数据仍然是可W局部或者全局应用的。
[0003] 从全球日不落Ha观测网络来看，怀柔基地的Ha在像质和终端数据软体开发方 面位列世界前S甲炬BSO 口径和观测气象条件最好，KSO 口径最小和软体最好，服OS两方 面居中）。Ha地基观测去云技术目前看来也是全球各家台站考虑或正在开发的一项技术 (参考文献[5-7])，但去云的操作方法和理论差异较大，针对性也不同。
[0004] 本发明实际就是一种我们自身太阳观测中开发用的去云方法；基于全日面宁静色 球背景构造的去云模式，主要针对34角分左右的太阳完整圆面观测视场来构造，去云侧重 点是尽量保留太阳耀斑结构（参考文献[11-14])。
[0005] 主要参考文献附录
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[001 引 [8] Gonzalez R. C.，Woods R. E.，2002，Digital Image Processing,化d edn. Prentice-Hall, Englewood Cliffs, NJ
【发明内容】
[0014] 本发明的目的是针对现有人工观测存在的不足，提供一种太阳观测的后期去云方 法，从而在全日面人工观测中取消由于有云而导致的观测暂停，增大了耀斑的捕捉几率，为 地基全日面Ha观测自动化迈出重要一步，填补国内现有太阳观测的技术空白。
[0015] 为实现上述目的，本发明采取W下设计方案：
[0016] 1)连续输入Ha序列的全日面像，进行云量和数据价值评估。对于需要去云的数 据进行边缘定位和日屯、坐标、半径拟合（图1步骤1)。
[0017] 2)日面边缘定位根据图像质量采用两个模块：浓云覆盖在四分之一象限左右或 者广阔淡云覆盖但未遮盖临边昏暗信息的采用逐点切割；其余情况的云覆采用sobel算子 方法采集边缘点（图1步骤2)。
[001引 3)将日面边缘点集合运用数学模型拟合出日屯、坐标和半径参数。
[0019] 4)对全日面像从日屯、进行展开，从笛卡尔x-y系变换到半径和临边角度的r- 0极 坐标系（图1步骤3,图3)。
[0020] 5)将r- 0域内的图像做0方向的强度升降，然后分成S个区间（图4)。
[0021] 6)从"宁静太阳"区间取图像矩阵，并做0方向平均得到一条接近"宁静色球"的 limb darkenning 曲线（参考图 5)。
[002引 7) W构造的宁静色球临边昏暗曲线构造出与原像中屯、重合，半径等大的太阳图 像，并作为重要背景。
[0023] 8) W原图除W背景图，初定卷积尺度参数，并将商做方波或者高斯卷积得到修正 数组。
[0024] 9)最后将原图再除W修正数组的到去初步云图，根据结果决定是否返回步骤8修 改卷积参数。
[0025] 在上述的模型过程中；（1)过程的质量评估与本发明后续步骤无关联，设及数据 质量的严格云评级问题，实际是更困难的问题，因为针对近乎要作废弃的数据，世界范围内 没有认真研究对待它，本发明该一步骤也不算严谨；(2)过程是两个串行过程；（3)是另外 一个本发明之外的复杂过程；(4)至（8)是本发明的特殊点；(9)过程和（8)过程构成反复 循环，判断依据就是感兴趣的耀斑结构有没有最大程度保留。
[0026] 在上述的一种基于太阳宁静色球背景处理的Ha去云方法中，所述的运用范围是 针对日面出现感兴趣的特征结构或者是耀斑活动区，对于完全不能通过（1)和（2)初选过 程的数据一般都是质量比较差的，该种情况一般归入待删除序列。
[0027] 在上述的一种基于太阳宁静色球背景处理的Ha去云方法中，所述的（5)过程实 质是一个太阳结构筛选过程（参考图4)，包含有真正的太阳物理思想，从纯数字图像处理 角度不会产生该样的操作（参考文献巧])。
[002引在上述的一种基于太阳宁静色球背景处理的Ha去云方法中，所述的（6)过程，临 边昏暗曲线实际产生两条，一条是原图中平均得到，另一条进一步根据公式（1)至（3)