高分辨率与高帧率太阳成像中的图像质量
太阳与恒星天体物理
2018-02-28 v1
摘要
宽带成像乃至中等带宽（约 1 nm）的成像提供了“光子丰富”的环境，其中帧选择（“幸运成像”）成为图像复原的有用工具，使我们能对如何设计结合自适应光学（AO）系统提供的实时校正的高空间分辨率成像观测序列进行成本-收益分析。本研究呈现了用 1.5 米 GREGOR 太阳望远镜上的高分辨率快速成像仪（HiFI）获得的高帧率（160 Hz）G 带和蓝连续谱图像序列，其中使用散斑掩模技术复原接近衍射极限分辨率的图像。HiFI 采用两个同步的大格式高帧率 sCMOS 探测器。除其他外，中值滤波梯度相似度（MFGS）图像质量度量被应用于 2017 年 6 月 4 日和 5 日观测到的孔隙和小黑子的 AO 校正图像序列。为快速成像性能而选的小区域-of-interest 覆盖了这些高对比度特征及其邻域，它们是有源区 NOAA 12661 的一部分。MFGS 算法的改进揭示了该图像质量度量的场依赖性和结构依赖性。然而，MFGS 仍是在无先验知识情况下确定图像质量的良好选择，这是分类数据档案中包含的大量高分辨率图像时的重要特性。此外，本研究表明快帧率与毫秒级曝光时间仍不足以达到白天大气视宁度的相干时间。尽管如此，分析显示需要超过 50 Hz 的数据采集率以捕获大部分最佳视宁时刻，显著提升事后图像复原的性能。
引用
@article{arxiv.1802.00760,
title = {Image Quality in High-resolution and High-cadence Solar Imaging},
author = {C. Denker and E. Dineva and H. Balthasar and M. Verma and C. Kuckein and A. Diercke and S. J. González Manrique},
journal= {arXiv preprint arXiv:1802.00760},
year = {2018}
}
备注
26 pages, 10 figures, accepted for publication in Solar Physics