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太阳黑子与活动区的图像块分析:II. 基于矩阵分解的聚类

太阳与恒星天体物理 2016-03-11 v2 计算机视觉与模式识别

摘要

区分宁静活动区与潜在爆发活动区是空间天气应用中的关键问题。传统的分类方案(如 Mount Wilson 和 McIntosh 分类法)在将活动区的大尺度磁构型与其产生爆发事件的能力联系起来方面行之有效。然而,其定性性质阻碍了对活动区演化的系统性研究。我们引入了一种新的活动区聚类方法,该方法基于视线方向磁图和连续谱图像中观测到的局部几何特征。我们通过对由局部图像块组成的数据矩阵进行分解,获得了活动区的降维表示。通过在结果因子上定义适当的度量,可以比较两种分解。从这些度量获得的距离随后用于对活动区进行聚类。我们发现这些度量能产生自然的活动区聚类。这些聚类与活动区的大尺度描述符相关,例如其尺寸、局部磁场分布以及由 Mount Wilson 分类方案衡量的复杂度。我们还发现,包含聚焦于活动区中性线的数据可以提高我们的聚类结果与其他活动区描述符(如 Mount Wilson 分类和 RR 值)之间的一致性。我们就研究活动区时应使用的度量、矩阵分解技术和感兴趣区域提供了一些建议。

关键词

引用

@article{arxiv.1504.02762,
  title  = {Image patch analysis of sunspots and active regions. II. Clustering via matrix factorization},
  author = {Kevin R. Moon and Veronique Delouille and Jimmy J. Li and Ruben De Visscher and Fraser Watson and Alfred O. Hero},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1504.02762},
  year   = {2016}
}

备注

Accepted for publication in the Journal of Space Weather and Space Climate (SWSC). 33 pages, 12 figures