[发明专利]一种太阳圆盘识别方法

说明书

本发明公开了一种太阳圆盘识别方法，包括：S1：提高Ha全日面图像的亮度对比度；S2：基于大津算法对提高对比度后的Ha全日面图像进行分割，得到分割结果；S3：对分割结果进行边缘检测，并进行膨胀操作和形态学细化操作，得到边缘检测结果；S4：基于边缘检测结果统计所有的连通域的像素数，保留最大连通域，删除其他区域，得到太阳边缘；S5：基于太阳边缘计算太阳边缘圆度m，若m大于阈值，则对太阳边缘离散点进行最小二乘圆拟合，求出太阳圆盘的圆心和半径。本发明提供的太阳圆盘识别方法，能够避免产生出无效的圆盘圆心和半径，具有普遍适用性和更强的鲁棒性。

技术领域

本发明涉及太阳观测技术领域，更具体的说是涉及一种太阳圆盘识别方法。

背景技术

太阳的观测从广义上来说包括太阳大气光球、色球、日冕层的宁静部分和活动现象的观测，而观测结果又是多种多样，其中太阳的单色像又一种重要的观测产品，它是通过太阳单色照相仪从不同的观测谱线拍摄来自太阳上不同区域。因此通过不同谱线观测到的太阳单色像，可以用来研究太阳上不同区域的物理结构，这对于理解太阳以及太阳对地球的影响具有重要的意义。

Ha全日面太阳图像是在ha波段对太阳色球层进行的单色像观测。在对Ha全日面太阳图像进行研究之前，往往需要先对太阳圆盘进行有效的识别。目前针对ha全日面太阳图像中，太阳圆盘的识别主要可以使用的方法为最小二乘拟合以及hough变换圆检测法，以上方式都可以进行圆识别，以便获取到圆心和半径。但是存在的一个问题是，如果ha全日面太阳图像中圆盘因为各种原因，如云层、观测方式等各种原因，导致太阳图像中的圆盘不是一个完整圆或者圆内某一部分被严重污染，在这种情况下，上述方式依然会得到一个圆心和半径，但是这个圆心和半径是无效的，这样的图像在某些情况下并不一定是最后需要的太阳图像，而是要舍弃的。

因此，如何避免产生出无效太阳圆盘圆心和半径是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种太阳圆盘识别方法，能够避免产生出无效的圆盘圆心和半径，具有普遍适用性和更强的鲁棒性。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种太阳圆盘识别方法，包括：

S1：提高Ha全日面图像的亮度对比度；

S2：基于大津算法对提高对比度后的Ha全日面图像进行分割，得到分割结果；

S3：对分割结果进行边缘检测，并进行膨胀操作和形态学细化操作，得到边缘检测结果；

S4：基于边缘检测结果统计所有的连通域的像素数，保留最大连通域，删除其他区域，得到太阳边缘；

S5：基于太阳边缘计算太阳边缘圆度m，若m大于阈值，则对太阳边缘离散点进行最小二乘圆拟合，求出太阳圆盘的圆心和半径。

优选的，在步骤S2中，大津算法采用最大类间方差来产生自适应的阈值，其中，产生自适应阈值的方法具体包括：

设图像中像素总个数为N，灰度值为i的个数为n_i，最大灰度级为L，灰度阈值为t；

图像背景像素所占比例：

图像前景像素所占比例：

图像背景的平均灰度：

图像前景的平均灰度：

灰度区间的总灰度值：μ＝μ₀*w₀+μ₁*w₁(5)