基于改进的混合高斯模型日冕物质抛射检测方法技术

本发明专利技术设计了一种基于改进的混合高斯模型日冕物质抛射(Coronal Mass Fjection，CME)的检测方法，由于日冕物质抛射是一种运动的过程，我们可以人为CME的检测是一种复杂背景上(太阳冕流)的运动目标(CME)检测。采用SOHO卫星上的大视角分光日冕仪(LASCO)观测的日冕序列图像作为研究对象，主要步骤包括：对日冕序列图像的预处理、改进的混合高斯模型、CME的检测。首先，对由LASCO C2得到的日冕图像进行预处理，包括降噪，将图像转换到极坐标系等；接着，利用混合高斯背景模型和四帧差分法分别得到初步的运动前景目标；最后，利用形态学方法对得到的前景目标进行再处理，得到最终的CME目标。本发明专利技术利用改进的混合高斯模型检测CME，将传统混合高斯模型法与和四帧差分分法结合，改善了传统的混合高斯模型检测速度慢，对光照突变太敏感等问题，提升了检测的速度，检测效果也比较好。

【技术实现步骤摘要】
基于改进的混合高斯模型日冕物质抛射检测方法
本专利技术属于图像处理
和天文领域，设计一种基于改进的混合高斯模型日冕物质抛射检测方法。
技术介绍
日冕物质抛射(CME)是指在几分钟到几个小时的短时间内被抛射到行星际空间中的一种大尺度的太阳爆发现象，是太阳系内规模最大，程度最为剧烈的能量释放过程。CME爆发时，抛出大量的等离子体，这些大量物质和巨大能量将在太阳大气以及行星际空间产生激波，引发近地空间的地磁暴，会影响无线电传输、航空安全、人造卫星等。目前，检测日冕物质抛射主要有两类方法，一类是通过人手工处理检测，另一类就是基于计算机图像处理的日冕物质抛射自动探测方法。人手工处理检测的方法是通过观测者对每日的日冕图像进行编辑处理，然后人工提取日冕物质抛射特征，目前有两个著名的目录：CDAW目录和NRL目录。这种基于人手工处理检测的方法，不仅增加了管理人员的工作量，而且比较费时，同时不同的观测人员得到的检测结果不是恒定的。基于计算机图像处理的日冕物质抛射自动检测方法，主要有帧间差分法、背景差分法、光流法等。其中，帧间差分法利用相邻两本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于改进的混合高斯模型日冕物质抛射检测方法，其特征在于：所述基于改进的混合高斯模型日冕物质抛射检测方法包括以下步骤：/nStep1、得到由LASCO C2观察到的日冕序列图像；/nStep2、对步骤Step1得到的CME图像进行预处理操作：去除噪声，将图像从直角坐标系转换到极坐标系；/nStep3、混合高斯背景模型初始化；/nStep4、进行背景更新；/nStep5、进行前景检测；/nStep6、利用四帧差分法得到CME差分图像；/nStep7、将步骤Step5和步骤Step6得到的图像进行与运算；/nStep8、形态学处理：对步骤Step7得到的图像进行再处理，得到最后的CME运动目...

【技术特征摘要】
1.一种基于改进的混合高斯模型日冕物质抛射检测方法，其特征在于：所述基于改进的混合高斯模型日冕物质抛射检测方法包括以下步骤：
Step1、得到由LASCOC2观察到的日冕序列图像；
Step2、对步骤Step1得到的CME图像进行预处理操作：去除噪声，将图像从直角坐标系转换到极坐标系；
Step3、混合高斯背景模型初始化；
Step4、进行背景更新；
Step5、进行前景检测；
Step6、利用四帧差分法得到CME差分图像；
Step7、将步骤Step5和步骤Step6得到的图像进行与运算；
Step8、形态学处理：对步骤Step7得到的图像进行再处理，得到最后的CME运动目标。


2.根据权利要求1所述的基于改进的混合高斯模型日冕物质抛射检测方法，其特征在于：所述步骤Step1中视频序列是来自SOHO卫星搭载的LASCO日冕仪观测到的C2挡板上的CME视频序列。


3.根据权利要求1所述的基于改进的混合高斯模型日冕物质抛射检测方法，其特征在于：所述步骤2中对得到的CME图像进行预处理时，预处理包括去除噪声、图像标准化和将图像从直角坐标转换到极坐标3个步骤。


4.根据权利要求1所述的基于改进的混合高斯模型日冕物质抛射检测方法，其特征在于：所述步骤3进行背景模型初始化，在第一帧图像时每个像素对应的第一个高斯分布进行初始化，均值赋为当前像素的值，权值赋为1，除第一个以外的高斯分布函数的均值、权值和都初始化零。


5.根据权利要求1所述的基于改进的混合高斯模型日冕物质抛射检测方法，其特征在于：所述步骤Step4中的背景更新是在t时刻新的一顿图像出现时，首先判断该位置的像素观测值是否与前一时刻同一位置的高斯分布模型相匹配，根据高斯分布方差规律(3σ原则)，取合适的参数与方差匹配。经过大量实验与计算，一般取参数为2.5。因此有：
|It-uj，t|＜2.5·σj，t-1(1)
满足上式最优匹配分布的具体均值和方差更新...

【专利技术属性】
技术研发人员：尚振宏，郭敏，黎敬涛，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南;53