[发明专利]一种日冕暗化图像统计特征的动态可视化方法

摘要

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。

主权项

1.一种日冕暗化图像统计特征的动态可视化方法，其特征在于，包括：步骤1：针对一次日冕暗化事件，选择其发生时间段(tstart,tend)内时间间隔为k的n个时间点t＝{t1,t2,…,tn}，选择与t对应的n幅a×b图像组成图像序列Is＝{I1,I2,…,In}；其中，a×b表示图像的大小，第i幅图像Ii对应时间点ti，1≤i≤n；步骤2：计算图像序列I_s的角度平均时序方差包括：步骤2.1：时序方差定义为基于时分差分图计算的方差；时分差分图是指图像序列中，用ti+1时间点图像减去ti时间点图像所得到的差分图像；首先计算图像Ii的时序方差矩阵VRD(ti)，包括：1)计算图像Ii中坐标为(x,y)的像素点的时序方差VRD(x,y,ti)，其中，1≤x≤a，1≤y≤b，i＜n；P(x,y,t_i)表示图像I_i中坐标为(x,y)的像素点的像素值，是P(x,y,t_i)和P(x,y,t_i+1)的均值；2)遍历图像Ii，计算所有(x,y)的时序方差VRD(x,y,ti)，组成图像Ii的时序方差矩阵VRD(ti)；步骤2.2：计算图像I_i的角度平均时序方差图像I_i的角度平均时序方差定义为图像I_i中所有在扇形窗口window_j^R,θ内的坐标点(x,y)的时序方差V^RD(x,y,t_i)的平均值；其中，θ代表扇形窗口的圆心角大小，R代表扇形窗口的半径，j代表当前扇形窗口是第j个扇形窗口；包括：1)从图像I_i中日面区域的0°位置，即日面正上方开始，计算扇形窗口window_j＝1^R,θ内的平均时序方差值扇形窗口window_j＝1^R,θ的角平分线l_j＝1与I_i中日面区域的0°位置重合；2)将window_j＝1^R,θ作为滑动窗口，顺时针旋转角度α，得到第2个扇形窗口window_j＝2^R,θ，计算window_j＝2^R,θ内平均时序方差值其中，0≤α≤360°，360°％α＝0即角度α可被360°整除；依次旋转360°/α个角度α并计算后，得到图像I_i的角度平均时序方差步骤2.3：遍历图像序列I_s，计算得到图像序列I_s的角度平均时序方差步骤3：计算图像序列Is的角度一维图像熵E，包括：步骤3.1：计算图像Ii的角度一维图像熵E(ti)，包括：1)将I_i根据转换为灰度值为0～255的灰度图像I_i'；2)从图像Ii'中日面区域的0°位置开始，计算扇形窗口windowj＝1R,θ内的角度一维图像熵Ej(ti)，其中，pj,m代表windowjR,θ内像素值为m的像素点数量占windowjR,θ内像素点总数的比例；3)将windowj＝1R,θ作为滑动窗口，顺时针旋转角度α，得到第2个扇形窗口windowj＝2R,θ，计算windowj＝2R,θ内的角度图像熵E2(ti)；其中，0≤α≤360°，360°％α＝0即角度α可被360°整除；依次旋转360°/α个角度α并计算后，得到图像Ii的角度图像熵E(ti)＝{E1(ti)，E2(ti)，…，E360°/α(ti)}；步骤3.2：遍历图像序列Is，计算得到图像序列Is的角度一维图像熵E＝{E(t1)，E(t2)，…，E(tn)}；步骤4：建立图像序列I_s的角度平均时序方差到RGB颜色范围＜color₁,color₂,…,color_c＞的线性映射f_v‑c，使得步骤5：建立图像序列Is的角度一维图像熵E到RGB颜色范围＜color1,color2,…,colorc＞的线性映射fe‑c，使得fe‑c(min(E))＝color1，fe‑c(max(E))＝colorc；步骤6：绘制半径为r×i的同心圆环其中r为正整数，可视化图像序列I_s的角度平均时序方差包括：步骤6.1：从0°位置即正上方位置开始，沿顺时针方向，依次绘制圆心角为α的环形区块j代表第j个环形区块；当j＝360°/α时，即得到ring^v_i；步骤6.2：环形区块block^v_i,j的颜色由映射得到；步骤6.3：按照上述方法从里向外依次绘制n‑1个同心圆环，得到图像序列I_s的角度平均时序方差的可视化结果；步骤7：绘制半径为r×i的同心圆环ringe＝{ringe1,ringe2,…,ringen}，其中r为正整数，可视化图像序列Is的角度一维图像熵E；包括：步骤7.1：从0°位置即正上方位置开始，沿顺时针方向，依次绘制圆心角为α的环形区块blockei,j＝{blockei,1,blockei,2,…,blockei,360°/α}，j代表第j个环形区块；当j＝360°/α时，即得到ringei；步骤7.2：环形区块blockei,j的颜色由映射fe‑c(Ej(ti)),ti＝i得到；步骤7.3：按照上述方法从里向外依次绘制n个同心圆环，得到图像序列Is的角度一维图像熵E的可视化结果。