拟 合。两条曲线不能差异太大。
[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] 综上所述，本发明与现有技术的几种方法相比优点和差异在于：
[0033] 1.首先对图像进行评估，并不是所有图像都进行去云操作，提取的"宁静太阳"平 均轮廓与拟合结果差异不大时反应其基本符合太阳物理模型本身，则该样的数据进行去云 才有必要，目前只有本发明考虑该一点。
[0034] 2.本发明具有灵活性，根据感兴趣的结构可W调整卷积的参数W最大程度保留感 兴趣的结构。
[0035] 3.本发明采用除临边昏暗"，而有的方法采用减法操作，实质上本发明是将云 结构当做平场去看待，具有物理上的合理性和针对性，而其它方法只是瞄准图像大尺度平 均值平坦、对比度修改、结构滤波、同态滤波等纯图像数学处理方法，而且本发明相对于滤 波的一个好处是空间各自处理信号不会互混。
[0036] 4.本发明着眼点在于临边昏暗构造及其偏离，在卷积平滑过程中针对云空间特征 频率高于临边昏暗且小于太阳结构，针对大量云覆盖数据比较去云与否对太阳特征结构的 影响（参考图6);而且它方法盲目采用各种图像理论来修正云覆盖图，并不强调该些问题， 修正W后的图可能严重偏离太阳物理本质。
[0037] 5.本发明对于有云影响下的耀斑结构的探测识别很有帮助（参考图7)，实质性地 挽救了一批本来应作为无效数据删除的资料；同时由于该方面技术发明，观测者可W放屯、 地在有云天气继续按原有帖率采集数据，不必因为"云的因素"干预采集系统，无形中解放 了劳动力。
【附图说明】
[0038] 图1为本发明一种基于太阳宁静色球背景处理的Ha去云方法的构成原理图。
[0039] 图2为一张去云和不去云的比较图。
[0040] 图3为极坐标展开图。
[0041] 图4为按照太阳强度进行像素升降排序处理后的分布图，可W看到特征结果和宁 静太阳都分离了。
[0042] 图5是提取的典型宁静太阳临边昏暗曲线（拟合未画出）。
[0043] 图6是比较典型的一些云和去云结果对比，图中W浓淡和云频率结构观点进行分 类。
[0044] 图7左图为耀斑探测程序在有云情况下标记错误结果，右图是去云W后再运用同 样耀斑探测程序。
[0045] 图8为云很均匀或无云的比较理想的原图扣除本发明中的"宁静色球"构造图后 的结果。
【具体实施方式】
[0046] 本发明的实施例结合【附图说明】如下：
[0047] 参见图1，本发明是模块化的，基于相机系统采像W后的数据库计算，不干预采集 系统本身。运算系统本身可W基于服务器进行数据加工分级，也可W在个人PC机上针对某 一个具体太阳观测时间段的数据进行。
[0048] 采用图1测量模块结构，本发明的去云方法具体主要实施方式如下所示：
[0049] 首先，本系统用象限方法对数据分块，比较每块的方差和平均值进行数据质量的 预判，然后进入边缘检测步骤（进一步判断数据质量）。对于数据质量较好的能通过逐点切 割探测边缘点模块；质量较差的会进入sobel算子模块，采用sobel算子作用后的标准偏差 结合图像平均值限定的方法来限制边缘检测范围。不能顺利通过该两个模块的数据被归入 "问题数据"，待人工抽查后决定是否删除。
[0化0] 其次，在后续日屯、、半径计算和色球临边昏暗计算模块中也保留返回问题数据的 接口。在图4的宁静色球区域选取中，y方向采用0.3?0.7的宽度平均（归一化单位）， 一般不做调整，但极少见情况下（淡云密布，太阳结构亮度密布极广），该个宽度区间要进 行缩减。
[0化1] 最后，在宁静背景构造W后进入云平场的卷积平滑构造（参考图1步骤5)。该个 过程中一般直接采用方波卷积即移动平滑，也可W更精细地采用高斯卷积，两种操作的窗 口特征尺度范围W太阳半径为单位，对于耀斑区域一般调整范围为0. 08?0. 10。
[0化2] 上述各实施例可在不脱离本发明的范围下加W若干变化，故W上的说明所包含应 视为例示性，而非用W限制本发明申请专利的保护范围。
【主权项】
1. 一种基于太阳宁静色球背景处理的H a去云方法，其特征在于：提供一种太阳观测 的针对性云去除方法，利用有云数据中提取的尚存"宁静色球背景"信号，且无需对测量系 统进行过去的停止采像干预，该方法的关键步骤如下： 1) 将输入包含全日面Ha图像进行评估，提取几何信息； 2) 将临边昏暗信号尚存的数据提取出全日面"宁静色球背景"； 3) 将含云数据除W背景图并做针对性尺度的卷积平滑，提取云结构尽量不包含太阳特 征结构； 4) 原图除云结构"的"平场"图； 5) 根据结果中关屯、的太阳特征结构的保留情况确定比较合适的卷积平滑尺度。
2. 根据权利要求1所述的一种基于太阳宁静色球背景处理的Ha去云方法，其特征在 于；步骤。与如中，所述的寻找并构造图像中残存的临边昏暗特征，其特点在于考虑临边 昏暗导致的强度整体变化的前提下，对每一处不同日屯、距离处的像素进行强度域中的太阳 结构排序（黑子、耀斑、谱斑、宁静色球、云区域），从而提取非常符合宁静太阳本质规律的 北旦
3. 根据权利要求1所述的一种基于太阳宁静色球背景处理的Ha去云方法，其特征在 于；步骤4)与5)中，采用除法运算和卷积平滑，即认为云的存在使得全日面太阳图像在大 尺度结构上偏离了临边昏暗应有的规律，同时云又在其小结构尺度上大于感兴趣的太阳结 构的特征尺度，该是卷积平滑的思想和尺度依据所在。
4. 根据权利要求1所述的一种基于太阳宁静色球背景处理的Ha去云方法，其特征在 于：本发明运用的出发点是考虑需要进行云修复的太阳结构是否支持云修复，而不是考虑 人眼看到全日面像的修复前后的目视感观。
【专利摘要】本发明涉及一种全日面Hα观测系统的去云方法，目前世界上太阳实测学科领域很少探讨全日面Hα观测系统的去云方法，大量的地面观测一般直接删除有云的数据。本发明属于国内首次在全日面观测应用“针对太阳结构”的去云方法发明，增加了今后对耀斑数据的采集和捕获量。本发明通过云覆盖数据中宁静太阳临边昏暗的残存信息来构造一个很特殊的背景图像，然后再将原数据与这张背景图构造出一个比较接近“云吸收”特征的平场数据来修复图像。本发明的特点是按太阳物理模型决定采用的数学方法，不是盲目进行数字图像的各种数学重建，从类似CCD平场的角度去考虑云的效应，对于不可修复的数据做质量标记，对于可修复的数据进行修复。本发明通过国家天文台怀柔太阳观测基地多次观测实验验证，可以广泛应用于各类光球和色球波段的地基全日面望远镜观测系统，目前主要的功能是针对有云耀斑数据进行修复。
【IPC分类】G06T5-00
【公开号】CN104616262
【申请号】CN201510067351
【发明人】王晓帆, 林钢华, 邓元勇
【申请人】中国科学院国家天文台
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2015年2月10日