分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2021-04-14 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要： 本文使用快速鲁棒性主成分分析(Fast RPCA，Fast Robust Principal Component Analysis)方法对日冕序列图像中的日冕喷流活动进行检测。检测的基本思路是利用Fast RPCA方法中低秩和稀疏分解的思想与日冕序列图像中有着变化尺度稍小且占比较大的随机变化背景成分、变化尺度较大且占比较小的日冕喷流的特点相结合，以此来实现随机复杂多变的动态背景和稀疏运动目标之间的分离，从而检测出作为前景变化的日冕喷流。采用太阳动力学天文台(Solar Dynamics Observatory，SDO)卫星上大气成像组件(Atmospheric Imaging Assembly，AIA) 观测设备的两组不同时间段、不同波段、不同观测位置的日冕序列图像作为研究对象。研究内容主要包括日冕序列图像的预处理、日冕喷流检测、Fast RPCA方法与帧间差分法的检测结果对比分析。实验结果表明，与帧间差分法相比，Fast RPCA方法能够检测出强度较弱的日冕喷流且提高了日冕喷流检测的准确度。
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2021-03-30 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要： 快速傅里叶变换比傅里叶变换有更好的算法性能，是射电干涉成像基础算法，但因为天线阵列的不规则采样，需使用网格化算法将可见度数据重采样到规则的网格上，才能应用快速傅里叶变换。基于卷积的网格化计算具有计算密集型和迭代型的特点，特别是在处理海量可见度数据的情况下，高性能的网格化计算对加速整个成像过程就显得尤为重要。为了缓解数据处理的压力，在现有处理整块数据和支持多核计算的算法基础上，拓展应用Dask并行计算框架，不仅将数据分块并分配到多线程上，提高数值计算效率，而且动态的分布式任务调度策略优化了网格化的实时处理。实验结果表明多核CPU利用率显著提高，即使增加数据量，也能进一步提升网格化算法性能。分布式任务调度能够将(单)多测量集的网格化弹性缩放到(单)多机系统，充分发挥了集群的规模化优势。
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2021-03-04 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要： 太阳图像中存在着各种尺度，亮度，结构不同的物理活动现象，由于太阳日冕高动态的活动和传感器设备等因素，造成太阳图像成像质量不佳。根据太阳动力学天文台（Solar Dynamic Observatory, SDO）的大气成像仪（Atmospheric Imaging Assenbly, AIA）拍摄不同波段数据结构的动态范围大、噪声大、结构相对模糊等特点，本文提出一种有效基于盲退卷积的SDO/AIA图像增强方法。首先对SDO/AIA图像进行去噪和降低动态范围的处理，基于图像功率谱的分布假设，从原图中估计出点扩散函数(point spread function，PSF)的功率谱，然后使用相位提取算法恢复出PSF的相位，再退卷积出较高质量的目标图像；最后通过轮廓切片分析、功率谱分析以及PSF分析对增强结果进行定量和定性分析。实验结果表明，相比现有图像增强方法，该方法在有效增强太阳日冕图像细节结构的同时，复原出原图因模糊无法辨识的结构。
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2021-03-04 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要： 为进一步提高现有实时幸运成像系统的实时性，针对第二代通用串行总线（USB2.0）接口的电子倍增电荷耦合（EMCCD）相机进行幸运成像观测的情况，本文提出了一个基于USB2.0总线数据侦听的实时幸运成像技术方案，进行了侦听电路的硬件设计和数字逻辑设计，搭建了一个具有实时侦听、传输、处理、动态更新和显示的幸运成像系统当相机拍摄天文图像并与PC机进行数据交互时，本系统的USB2.0总线数据侦听子系统就会对交互的USB2.0总线实现无侵入式的侦听，并且加以分析处理后，只将有效的天文图像数据发送给底层现场可编程逻辑阵列（FPGA）开发板中的幸运成像子系统，然后幸运成像子系统就会对接收到的数据进行预处理、动态选图、实时配准和叠加处理，最后使用9个可调阈值二值化高分辨率图像并将这些图像输出到显示器上。实验结果表明，所实现的系统能够对在USB2.0总线上连续传输的10000帧512512像素的图像进行实时侦听、幸运成像和动态更新显示，实现了幸运成像技术的实时化。
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2020-03-07 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要： 通过添加太阳黑子周期长度构建长短期记忆网络（Long Short-Term Memory，LSTM)的多变量输入数据，在多时间步长上预测未来10年的太阳黑子变化。将数据集以训练数据长度为标准划分出两组时间序列片段，分别是分片11和分片6，并在分片上分别对比了单变量和多变量在单时间步长和多时间步长上的预测效果。最后，得出以下主要结论：(1)比起分片6，分片11的采样方式有更低的均方根误差(Root mean squared error,RMSE)；(2)最优多步长的预测效果比单步长的要好；(3)通过图例上周期的起始点、结束点和最大振幅位置三个点的准确度证明了多变量的多步长方法确实有更好的预测效果。
分类： 天文学 >> 天文学 提交时间： 2018-11-01 合作期刊: 《天文研究与技术》
摘要： 本文采用经验模式分解技术研究了从第12到第24太阳活动周的黑子面积数据中 的Rieger-type周期，以及它们在南北半球上的相位关系。研究发现：(1) Rieger-type周期尺度 以及时间尺度在两个半球上是不一样的，从而导致了半球分布的不对称性；(2) 平均Rieger- type周期在北半球上的周期长度略大于南半球上的；(3) 占主导地位半球的Rieger-type周期 的相位不一定是超前的，半球Rieger-type周期尺度相近的也并不一定是相关性强的。
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