冕环的自动检测算法和宽度统计分析

• 作者: 宋智明 屈中权 李洪波
• 来源期刊: 科学通报
• 关键词: 日冕 冕环 匹配滤波 检测 统计
• 年，卷（期）: 2020,（8）
• 所属期刊栏目: 论文
• 页码范围: 704-717
• 页数: 14页
• 语种: 中文
• DOI: 10.1360/TB-2019-0514

摘要

冕环是日冕结构的重要组成部分,对冕环的尺寸及形态学的研究有助于我们更好地认识冕环的内部结构,同时也为进一步理解日冕构造、日冕活动区演化、日冕加热、日冕磁场和日冕等离子体属性等相关问题提供线索.本文以冕环的自动检测算法和基于自动检测算法的冕环宽度统计为研究目标,首先,提出了一种有效的基于匹配滤波和非锐化掩模增强的冕环自动检测算法.其次,使用所提出的算法对太阳动力学天文台(Solar Dynamics Observatory,SDO)的大气成像组件(Atmospheric Imaging Assembly,AIA)的图像和高分辨率日冕成像仪(High-resolution Coronal Imager,Hi-C)的图像中的冕环进行检测,并将检测结果与目前性能表现较优的算法——Oriented Coronal Curved Loop Tracing(OCCULT)的检测结果进行对比,以说明本文算法能检测到更多的冕环.进一步地,获得所有检测到的冕环的主轴和其局部方向,提取、计算和统计分析了它们的横切面轮廓宽度.最后,得到如下结论:(1)本文的冕环检测算法优于现存的性能较优的冕环检测算法OCCULT,因此可以进一步用于除了冕环宽度统计以外的其他与冕环相关的科学研究中;(2)与基于OCCULT算法的环宽统计结果相比,大样本统计结果更具有普适性,且证明了基于OCCULT算法的环宽统计结果对精细结构环宽样本的缺失导致其统计结果的不完整;(3)环宽统计结果进一步证明,相比于高分辨率的Hi-C,AIA/SDO的分辨率不足以分辨大部分的精细结构冕环.