基于多尺度CLEAN算法的太阳射电图像处理

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位于我国明安图地点的超宽频谱射电日像仪(MUSER)是一种太阳专用的射电干涉阵列,它可同时产生高时间、高空间和高频率分辨率的太阳图像。但是根据日像仪的综合孔径成像原理,其在UV平面内的釆样点是有限的,所以得到的太阳图像并不是真实的,还会包括许多虚假的成分,则需要使用特定的图像处理方法对观测到的太阳图像进行复原以获得真实的图像。太阳射电成像依赖于反卷积算法来抵消傅立叶平面的稀疏采样。最广泛使用的射电合成反卷积方法是H(?)gbom的CLEAN(洁化)算法,该算法非常适用于点源集合,但是对于展源对象,它的效果不是很好。在本论文中,我们采用了多尺度CLEAN算法作为MUSER太阳射电成像中的反卷积方法,它同时适用于点源和展源,本文比较和改进了各类参数,从而得出最优结果。主要的研究工作如下:1.论述了国内外太阳射电观测仪器的发展,重点介绍了我国的明安图超宽频谱射电日像仪(MUSER)以及参数,且总结了日像仪图像洁化的国内外研究现状。从干涉仪工作原理分析了日像仪的综合孔径成像原理,然后介绍了基本的CLEAN算法思想,并阐述了现有的一些CLEAN拓展算法。2.通过对H(?)gbom CLEAN算法、多分辨率CLEAN算法和传统的多尺度CLEAN算法进行具体的分析研究,并且分别使用它们对MUSER太阳综合孔径射电成像做洁化处理。比较分析这些算法在MUSER成像中的实现结果,证明多尺度CLEAN算法在太阳图像处理中的优势。3.基于Cornwell的传统多尺度CLEAN算法进行相应的改进,通过使用AIA(Atmospheric Imaging Assembly,大气成像组件)图像进行仿真实验对多尺度CLEAN算法关于尺度选择和迭代次数等因素的研究,并采用客观评价指标对复原图像进行评价。然后,改进的多尺度CLEAN算法用于MUSER太阳数据的图像处理,并与传统多尺度CLEAN的实现结果比较。本论文中优化的多尺度CLEAN算法在MUSER成像处理的结果中显示,其对于点源和展源都有良好的处理效果,并且更有效适合用于太阳图像的处理,具有更好的太阳射电成像性能,在射电天文课题的研究发展方面具有不错的参考价值。
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