不同分辨下太陽(yáng)圖像配準(zhǔn)算法的研究與應(yīng)用.x課件

不同分辨下太陽(yáng)圖像配準(zhǔn)算法的研究與應(yīng)用在對(duì)太陽(yáng)進(jìn)行觀測(cè)與研究的過(guò)程中,為了能夠?qū)μ?yáng)圖像及其中不同活動(dòng)現(xiàn)象更好的觀測(cè)和分析,經(jīng)常需要對(duì)不同觀測(cè)條件、不同觀測(cè)設(shè)備及各種場(chǎng)景下的觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比觀察和研究,從而發(fā)揮它們各自在不同波段、不同視場(chǎng)、不同分辨率上的觀測(cè)優(yōu)勢(shì)。但是,由于不同場(chǎng)景的觀測(cè)數(shù)據(jù)在分辨率、位置、尺度、成像方式等方面存在著很多的差異性。因此,將不同坐標(biāo)系下的太陽(yáng)圖像高精度的配準(zhǔn)到同一坐標(biāo)系之中是一個(gè)亟待解決和完善的問(wèn)題。本文針對(duì)太陽(yáng)圖像觀測(cè)研究中存在的問(wèn)題,為了更好的滿足對(duì)太陽(yáng)觀測(cè)數(shù)據(jù)的研究需要,開(kāi)展了以下的圖像配準(zhǔn)研究工作:1)分析了太陽(yáng)圖像高精度配準(zhǔn)中存在的問(wèn)題,本文從傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)信息的配準(zhǔn)方法的角度進(jìn)行了研究。在相關(guān)算法的基礎(chǔ)上,結(jié)合區(qū)域分割提取局部特征點(diǎn)的思想,提出了一種基于局部特征的太陽(yáng)圖像配準(zhǔn)方法。解決了太陽(yáng)圖像配準(zhǔn)中,特征不顯著、不易選取特征控制點(diǎn)及特征點(diǎn)數(shù)量少,難以保證配準(zhǔn)精度的問(wèn)題。2)對(duì)于不同觀測(cè)設(shè)備采集到的太陽(yáng)圖像差異性較大,并且存在的旋轉(zhuǎn)、縮放及平移等問(wèn)題,本文對(duì)幾何空間的變換模型進(jìn)行了研究,我們提出了適用于仿射變換(縮放、旋轉(zhuǎn)及平移)的幾何變換模型下的配準(zhǔn)算法,較為理想的在存在旋轉(zhuǎn)、縮放及平移等情況下對(duì)太陽(yáng)圖像進(jìn)行了高精度的配準(zhǔn)。3)結(jié)合了圖像間的仿射變換模型,我們對(duì)特征空間的尋優(yōu)策略進(jìn)行了討論。采用最小二乘進(jìn)行不斷地迭代修正,有效地估算出幾何變換參數(shù),使最后的配準(zhǔn)精度能夠達(dá)到亞像元級(jí)別。4)對(duì)于本文提出的高精度太陽(yáng)圖像配準(zhǔn)方法,將其成功應(yīng)用到了全日面像和太陽(yáng)高分辨率圖像的配準(zhǔn)之中,對(duì)于配準(zhǔn)結(jié)果的精度和穩(wěn)定性有了很大的提升。并且多組實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,對(duì)該算法進(jìn)行了認(rèn)真的研究與剖析,討論了影響配準(zhǔn)精度和迭代效率的因素,很好的證明了本文方法的可行性與優(yōu)缺點(diǎn)。本文提出的不同分辨率下太陽(yáng)高分辨率圖像和全日面像配準(zhǔn)方法,很好的解決了傳統(tǒng)的基于統(tǒng)計(jì)信息的配準(zhǔn)方法在處理太陽(yáng)圖像中計(jì)算量大、易受噪聲影響的問(wèn)題;同時(shí),也有效的避免了在太陽(yáng)圖像中不容易找到正確的配準(zhǔn)特征而導(dǎo)致無(wú)法準(zhǔn)確配準(zhǔn)的可能性的情況。我們提出的這套方案,在太陽(yáng)觀測(cè)領(lǐng)域具有一定的理論和實(shí)用價(jià)值,并且具有廣泛的應(yīng)用前景。通過(guò)將高分辨TiO像通過(guò)與SDO/HMI全日面連續(xù)譜圖像的高精度匹配,也意味著可以轉(zhuǎn)換為和任意標(biāo)準(zhǔn)的全日面像進(jìn)行匹配,如SDO/HMI磁圖、SDO/AIA各波段觀測(cè),甚至和色球全日面像進(jìn)行匹配。這意味著我們可以在0.25arcsecond的偏差下,研究小尺度結(jié)構(gòu)在各個(gè)波段上,以及在磁場(chǎng)上的對(duì)應(yīng)情況。同時(shí),也可以用于任何具有相似圖像