[发明专利]一种日冕暗化图像统计特征的动态可视化方法

说明书

本发明公开了一种日冕暗化图像统计特征的动态可视化方法，包括步骤：根据一次日冕暗化事件选择发生时间段内等时间间隔的图像组成图像序列；计算图像序列的统计特征：角度平均方差和角度一维图像熵；建立两种特征到颜色序列的线性映射；分别绘制两组同心圆环，每个圆环对应一个时间点的特征值，每个圆环由等大环形区块组成，每个环形区块的颜色由建立的线性映射获得，代表对应时间点的暗化图像扇形区域特征值的大小。本发明有效地将暗化图像统计特征反应在暗化现象发生位置，通过用同心圆环代表特征的时间属性，将三维特征映射至二维空间，在暗化现象发生位置对暗化图像统计特征随时间的变化进行动态追踪。

技术领域

本发明涉及信息可视化领域，尤指一种日冕暗化图像统计特征的动态可视化方法。

背景技术

太阳是宇宙中和地球相距最近的一颗恒星，当太阳上爆发剧烈的太阳活动(如：日冕物质抛射)时，增强的电磁辐射、高能带电粒子流和高速等离子体云扰动地球磁层和电离层，严重时将引起近地空间的地磁暴、电离层暴、极光等现象，干扰破坏航天器及卫星的正常工作，导致地球上电网超负荷、通讯中断等后果。有科学家指出，近年来发生的一些自然灾害，如地震、火山爆发、海啸等，都与太阳活动的加剧有关。由此可见，太阳活动不仅可能对地球空间环境的安全造成威胁，也可能对人类的生产生活带来巨大损失。从20世纪60年代以来，世界各国不断发射科学卫星对太阳活动进行全面观测和研究，以实现对空间天气的预测，减少空间灾害天气带来的不利影响。

日冕物质抛射(CME)是太阳活动中爆发最频繁、最壮观的大规模活动现象，对CME进行研究是对空间天气进行预测的基础。CME的爆发过程中常伴随日冕暗化等其他物理过程的发生，对这些伴生现象进行研究有助于进一步研究CME，进而为预报空间天气、减少空间天气的不利影响带来帮助。

在CME的伴生现象中，日冕暗化现象与其紧密程度最高。日冕暗化现象是指在低日冕的一定区域内，白光、极紫外和软X射线波段上的辐射光强在一定时间内的减弱现象。作为CME初发的重要特征，日冕暗化已成为太阳物理领域的研究热点。其中一项重要的研究内容是研究日冕暗化现象的发生、演变和传播规律。

近年来，随着计算机领域的迅猛发展，越来越多的技术可以被用于日冕暗化的研究。可视化技术利用计算机图形学和图像处理技术将难以直接显示的数据转换成生动直观的表达形式，辅助人们从大量数据中增强和发现数据中隐藏的特征和规律，获得更多更有用的知识。可视化技术已被广泛应用于医疗、地理、金融、商务等各个领域，发挥越来越重要的作用，也受到越来越多的关注。

目前对日冕暗化现象特征演变规律的研究方法主要有两种：一种利用科学可视化技术分析暗化区域内部结构，另一种利用折线图等传统统计图形对暗化特征进行分析。传统的可视化方法没有将暗化现象的时间、位置和特征三个维度结合起来分析，只是单独分析位置和特征或者时间和特征组成的二维特征。本发明提出针对暗化图像统计特征的信息可视化方法，结合时间维度，在日冕暗化现象发生位置展示暗化图像统计特征随时间的变化。对暗化图像统计特征进行直观地分析，展现暗化现象演变过程中暗化特征的动态变化，帮助对暗化现象进行更加全面的研究和分析。

发明内容

鉴于现在的日冕暗化特征分析方法无法把日冕暗化现象演变过程中特征值、位置随时间的变化同时呈现出来，本发明的目的是提出一种将暗化现象图像统计特征随时间的变化在暗化现象发生位置展现出来的可视化方法。

实现本发明目的的技术方案如下：

一种日冕暗化图像统计特征的动态可视化方法，包括：