[發明專利]一種空間天文宇宙線觀測圖像仿真方法

有效

• 申請號: 201310287611.4
• 申請日: 2013-07-10
• 公開（公告）號: CN103324812A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 吳潮;鄧勁松;裘予雷;魏建彥
• 申請（專利權）人: 中國科學院國家天文臺
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 龐靜

1.一種空間天文宇宙線觀測圖像仿真方法，其特征在于步驟如下：

（1）根據需要仿真的空間天文觀測儀器特性選擇已存在的空間望遠鏡圖像；

（2）對步驟（1）中選擇的空間望遠鏡圖像按照觀測時的不同軌道位置進行分組，每一組圖像都進行如下處理：

（2.1）提取圖像中的每個宇宙線事件，構建宇宙線事件模板庫；

（2.2）對針對每組圖像構建的宇宙線事件模板庫分別進行統計分析，統計單位像元面積單位時間內CCD靶面上所遭遇的事件數，記為宇宙線遭遇率CRsRate，宇宙線事件的能量分布，每個宇宙線事件所占像元數目；

（3）根據待仿真圖像的信息，從宇宙線事件模板庫中提取宇宙線事件；

（4）利用步驟（3）中提取的宇宙線事件生成仿真宇宙線圖像，除宇宙線事件外圖像中的其余像元為背景，其值設為零。

2.根據權利要求1所述的一種空間天文宇宙線觀測圖像仿真方法，其特征在于：所述步驟（2.1）中提取圖像中的每個宇宙線事件處理步驟如下：

（2.1.1）對一組空間望鏡圖像中同一視場觀測三次或以上的原始圖像進行平場、減本底、去暗流基本處理，并去除壞像素點；

（2.1.2）對步驟（2.1.1）處理后的同一視場的圖像進行圖像對齊處理；

（2.1.3）將對齊處理后的圖像進行中值法合并處理；即所有圖像的每個像元響應值pixval_i的中值作為合并后圖像的相應像元的響應值pixval_com；

（2.1.4）將步驟（2.1.2）得到的對齊處理后的圖像減去合并后的圖像，即可得到宇宙線圖像；

（2.1.5）從宇宙線圖像中提取宇宙線事件，構建宇宙事件模板庫，提取的每個宇宙線事件以如下格式表示：[<總能量>,<總像元數>,<事件數列>]，其中，總能量E_e為根據圖像的增益值Gain將宇宙線事件的總能量E_ADU值換化為電子數值；事件數列為每個宇宙線事件的數列值乘以Gain。

3.根據權利要求1所述的一種空間天文宇宙線觀測圖像仿真方法，其特征在于：所述步驟（3）的提取過程如下：

（3.1）根據待仿真圖像的軌道位置，從宇宙線事件模板庫中提取相應軌道位置的一組模板；

（3.2）根據步驟（2.2）中統計的提取模板的宇宙線遭遇率CRsRate，綜合曝光時間t_exp和仿真圖像靶面總像素大小CCD_pixels，計算出在仿真靶面上遭遇到的總宇宙線事件數N_CR，計算公式為：N_CR=CCD_pixels*t_exp*CRsRate；

（3.3）利用二維平面上均勻分布的隨機函數生成N_CR個在CCD靶面上的宇宙線事件隨機點作為宇宙線事件的位置，再隨機生N_CR個指向宇宙線事件模板庫地址的隨機數，隨機從宇宙線事件模板庫中提取宇宙線事件的能量和輪廓作為仿真過程中對應位置上遭遇的宇宙線事件圖像的能量和輪廓值。