[發明專利]一種基于圖像處理的太陽射電爆發自動實時檢測方法

有效

• 申請號: 201410369467.3
• 申請日: 2014-07-30
• 公開（公告）號: CN104156981B
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發明（設計）人: 袁國武;董亮;高冠男;徐丹;張學杰
• 申請（專利權）人: 云南大學
• 主分類號: G06T7/246
• 分類號: G06T7/246
• 代理公司: 北京祺和祺知識產權代理有限公司 11501
• 代理人: 孫文彬

本發明公開了一種基于圖像處理的太陽射電爆發自動實時檢測方法，把太陽射電爆發的檢測看作是對太陽射電頻譜圖像的運動目標檢測，采用混合高斯模型的思想檢測太陽射電頻譜的運動區域，并對檢測出來的爆發區域準確量化，提取爆發強度、爆發帶寬和持續時間，包括自動檢測太陽射電爆發和太陽射電爆發參數值的提取兩部分。本發明自動提取爆發的參數值，把全人工完成的太陽射電爆發的檢測工作，通過圖像處理的方法自動完成，提高了效率和參數提取的精度；實時檢測到的太陽射電爆發和提取得到的爆發參數，為實時災害性空間天氣的預警提供數據，在災害性空間天氣來臨時，對現代化設備系統進行調整，能盡可能地降低災害性空間天氣帶來的影響。

技術領域

本發明屬于太陽射電檢測領域，尤其涉及一種基于圖像處理的太陽射電爆發自動實時檢測方法。

背景技術

太陽是唯一可以被精細觀測的恒星，同時，太陽系還是人類已知的唯一有生命繁衍行為的恒星系統。因此，太陽物理研究不僅是天文學中最為活躍和重要的領域，而且對研究宇宙中生命的起源、演化也具有極其重要的意義。太陽的劇烈爆發，主要指耀斑和日冕物質拋射(CME，Coronal Mass Ejection)，它們是太陽系中最劇烈的能量釋放過程。特別是CME，它將大量的等離子體物質，以超過千公里/秒的速度，拋向行星際空間。

耀斑和CME事件產生的輻射、加速的高能粒子有可能對地球周圍的空間環境及地磁場產生劇烈擾動，直接影響航天器、通訊、電力等現代化技術系統的正常運行，對人類生活環境造成重大的不利影響。人們把這種由太陽活動引起的近地空間或從太陽大氣到地球大氣的空間環境狀態的變化，稱之為空間天氣。相對于地面天氣而言，空間天氣發生在距離地面30公里以上。

太陽爆發對空間天氣有很大的影響，最劇烈的就是耀斑和CME事件，耀斑和CME事件都伴隨著太陽射電爆發。太陽爆發事件的能量釋放過程在整個電磁波譜的范圍內均有表現，因此，射電波段的觀測是相當重要和必不可少的手段。

太陽射電爆發包含耀斑和CME的大量的粒子加速和輻射的過程，對CME的預測和預警具有先兆作用，而且在對地方向上的CME的預測和預警方面，太陽射電頻譜儀的作用是其它儀器無可替代的。所以，在太陽射電爆發發生時，對爆發的參數值進行提取、進行災害性空間天氣預警有重大意義。

目前，太陽射電頻譜的檢測主要通過每天在觀測后，觀測人員回放太陽射電頻譜視頻，人工篩選可疑爆發數據，然后人工確定爆發的相關參數。但是，采用人工檢測的方法主要存在以下問題：

1、滯后性：每天形成太陽射電活動報告都在觀測完幾小時以后，對于太陽射電爆發事件，無法第一時間獲得相關數據，不能做到災害性空間天氣的實時預警；

2、遺漏性：由于每天每套觀測設備產生將數個GB的頻譜數據，這些數據記錄了10個小時的太陽活動情況，需要工作人員進行視頻回放，尋找有意義的太陽活動數據。人工檢測需要耗費大量的時間，并且，短時爆發信號具有時間短不易察覺等特性，人工檢測太陽活動數據會存在遺漏的情況；

3、隨意性：對于人工檢測出來的太陽射電爆發，需要對爆發的參數值進行量化。但是人工提取太陽射電爆發的相關參數值，和工作人員的狀態有很大相關性，每個工作人員提取參數的細致程度也可能不同。這就造成太陽射電爆發參數值人工提取隨意性大，無法準確量化，為后續理論研究帶來諸多不便。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于圖像處理的太陽射電爆發自動實時檢測方法，旨在提高太陽射電爆發檢測的效率和參數提取的精度。