基于大视场反卷积的天文图像叠加方法

地基望远镜在成像过程中,由于受大气湍流、望远镜静态像差、跟踪误差、指向误差及视场变化的影响,不同视场区域的PSF (Point Spread Function)具有差异;同时,不同望远镜获取的图像PSF也存在差异.将多个望远镜获取的星象直接叠加至相同的区域后,图像质量受像质最差的望远镜限制,最终观测分辨率和灵敏度均会受到影响.通过图像复原,可以提高图像质量,进而提高叠加效果.根据该思路提出了1种基于PSF分区的迭代图像复原方法:该方法首先通过SOM (Self-organizing Maps)对PSF进行聚类分析,利用同类别PSF的平均PSF进行反卷积,再将反卷积结果按PSF聚类结果分割为不同大小的子图,最后将子图进行拼接.图像复原在提高图像质量的同时,降低了PSF不一致性对图像叠加带来的影响.将几个望远镜在同一时刻获取的图像经反卷积处理之后利用图像配准算法进行矫正并叠加,可获得高信噪比图像.对实际望远镜获取的数据处理后的结果表明:图像在进行复原和叠加过程中,星象目标信噪比不断提升,提高了成像系统对暗星的探测能力.     

LAMOST一维光谱提取算法的分析与比较

针对LAMOST (Large Sky Area Multi-Object Fiber Spectroscopic Telescope)2维光谱图像数据,对6种抽谱算法进行了分析与比较.比较的算法包括孔径法、轮廓拟合法、直接反卷积方法、基于Tikhonov正则化的反卷积抽谱算法、基于自适应Landweber迭代的反卷积抽谱算法以及基于Richardson-Lucy迭代的反卷积抽谱算法.通过实验对这些算法在信噪比和分辨率两个方面进行了比较,发现基于Tikhonov正则化的反卷积抽谱算法、基于自适应Landweber迭代的反卷积抽谱算法以及基于RichardsonLucy迭代的反卷积抽谱算法是6种算法中最为可靠的3种抽谱算法.最后,对今后的工作进行了展望.     

CLEAN算法在天文图像空域重建中的应用

将CLEAN算法用于天文图像空域重建方法 :迭代位移叠加法中的消卷积过程 ,由于它同样是在空间域中进行的迭代减法过程 ,避免了必须把图像变换到傅里叶空间频率域中 ,然后用除法消卷积的传统做法 ,因而满足了仅在空间域中重建目标像的需要 ,使迭代位移叠加法更加简捷。用该方法对天文目标进行的观测实验得到了很好的像复原结果。     

CLEAN算法在天文图像空域重建中的应用

将ＣＬＥＡＮ算法用于天文图像空域重建方法：迭代位移叠加法中的消卷积过程,由于它同样是在空间域中进行了迭代减法过程,避免了必须把图像变换到傅里叶空间频率域中,然后用除法消卷积的传统做法,因而满足了仅在空间域中重建目标的需要,使迭代位移叠加法更加简捷。用该方法对天文目标进行的观测实验得到了很好的像复原结果。     

差分CLEAN算法在编码板成像中的应用

编码板多用于硬X射线及更高能量波段的天文成像.采用交叉相关算法对编码板图像进行重建时会产生鬼像,成像质量不高.采用CLEAN算法可以有效消除鬼像,但该算法仍然无法抑制由不等间隔采样和数据缺失引入的误差.采用差分CLEAN算法对编码板图像进行重建.该算法直接在探测器数据空间进行处理,由模型数据推算出探测器上各点的数值,无需对数据进行插值等操作,能够规避上述问题,提高成像质量.选用理想点源数据加入了泊松噪声和人造坏数据点进行了模拟重建,结果显示差分CLEAN算法能够得到比CLEAN算法更低的噪声水平和更接近真实值的点源强度.IBIS是INTEGRAL卫星上的主要编码板成像设备,目前已经有大量损坏的探测器单元.用差分CLEAN算法对IBIS望远镜的数据进行了处理,与INTEGRAL标准处理软件OSA采用的CLEAN算法相比也得到了噪声水平更低的结果.     

功率谱噪声改正和斑点全息术象复原

简要地介绍了斑点全息术的原理，分析了存在于实际数据中的各种噪声对功率谱造成的严重影响，讨论了消除噪声偏差的方法，最后报导了用斑点全息术对两双星的高分辨率象复原结果。     

功率谱噪声改正和斑点全息术象复原

简要地介绍了斑点全息术的原理，分析了存在于实际数据中的各种噪声对功率谱造成的严重影响，讨论了消除噪声偏差的方法，最后报导了用斑点全息术对两双星的高分辨率象复原结果。     

基于盲退卷积的AIA图像增强方法

太阳图像中存在各种不同尺度、亮度和结构的物理活动现象,由于太阳日冕高动态活动和传感器设备等因素的影响,太阳图像成像质量不佳。根据太阳动力学天文台(Solar Dynamic Observatory,SDO)的大气成像仪(Atmospheric Imaging Assenbly,AIA)拍摄不同波段数据结构的动态范围大、噪声大、结构相对模糊等特点,提出一种基于盲退卷积的图像增强方法。首先对图像进行去噪和降低动态范围的处理,基于图像功率谱的分布假设,从原图中估计点扩散函数(Point Spread Function,PSF)的功率谱;然后使用相位提取算法恢复点扩散函数的相位,再退卷积得出较高质量的目标图像;最后通过轮廓切片分析、功率谱分析以及点扩散函数分析对增强结果进行定量和定性评价。实验结果表明,相比现有的图像增强方法,该方法在有效增强太阳日冕图像细节结构的同时,能够复原原图中因模糊无法识别的结构。     

基于USB2.0总线数据侦听的实时幸运成像系统

为进一步提高现有实时幸运成像系统的实时性,针对第二代通用串行总线(Universal Serial Bus 2.0, USB2.0)接口的电子倍增电荷耦合(Electron Multiplying Charge-Coupled Devices, EMCCD)相机进行幸运成像观测的情况,提出了一个基于USB2.0总线数据侦听的实时幸运成像技术方案,进行了侦听电路的硬件设计和数字逻辑设计,搭建了一个具有实时侦听、传输、处理、动态更新和显示的幸运成像系统。当相机拍摄天文图像并与个人计算机(Personal Computer, PC)进行数据交互时,系统的USB2.0总线数据侦听子系统就会对交互的USB2.0总线实现无侵入式侦听,并且加以分析处理后,只将有效的天文图像数据发送给底层现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array, FPGA)开发板中的幸运成像子系统,然后幸运成像子系统对接收的数据进行预处理、动态选图、实时配准和叠加处理,最后采用9个实时分割阈值水平切割高分辨率图像并对二值图像进行动态更新和显示。实验结果表明,所实现的系统能够对在USB2.0总线上连续传输的10 000帧512×512像素的图像进行实时侦听、幸运成像和动态更新显示,实现了幸运成像技术的实时化。     

基于空间光学成像的4179号小行星表面反射特性研究

2012年12月13日,嫦娥二号在距地球约700万公里的深空,成功飞掠4179号小行星,获得了最高分辨率优于3 m的系列可见光图像.使用最小二乘拟合方法,对成像相机辐射定标数据进行处理,获取绝对定标系数和相对定标校正矩阵,校正原始小行星图像及定标数据,同时反演成像时刻小行星表面辐射亮度.根据Hapke对Nicodemus反射率定义标准在行星科学应用中的具体描述,获取小行星半球反照率.在R、G、B谱段上,小行星表面平均半球反照率分别为0.208 3、0.126 9和0.134 6.小行星表面半球反照率为0.156 6.首次使用基于空间光学成像的方法获得了4179号小行星表面光谱反照率,并获得了4179号小行星的表面反照率分布图,对行星科学研究有应用价值.