张能维，杨云飞，李冉阳，季凯帆

(昆明理工大学云南省计算机技术应用重点实验室，云南 昆明　650500)



Hα全日面云污染实时识别和修复系统*

张能维，杨云飞，李冉阳，季凯帆

(昆明理工大学云南省计算机技术应用重点实验室，云南 昆明650500)

摘要：高空云层导致所观测的Hα全日面像上覆盖有一层云污染，使得图像上的太阳活动细节变得模糊不清。为了能够实时探测云污染，并及时显示修复后的图像，采用图形处理器技术实现了一个Hα全日面云污染实时识别和修复系统。该系统主要在统一计算设备架构(Compute Unified Device Architecture, CUDA)环境下利用图形处理器并行实现：(1)二值化图像椭圆长短轴比值法识别重度云污染图像；(2)临边昏暗曲线中心对称法识别可修复云污染图像；(3)频域巴特沃斯低通滤波法去除云污染。通过对系统中各运算在图形处理器中花费的时间进行详细测量，发现傅里叶正反变换和频域滤波占用了图形处理器总处理时间的52.9%，是系统中最耗时的。然而，相对于1min的观测时间间隔，约0.7 s的总处理时间可以满足实时显示的需要。另外，通过对修复后的图像做质量评价，验证了所采用的修复算法可以有效地去除云污染，并对太阳活动细节影响较小。最后讨论了系统存在的不足和需要进行的改进。

关键词：云污染；并行计算；识别和修复；巴特沃斯低通滤波器

Hα全日面观测为监测太阳色球层活动现象提供大量的数据。全球拥有众多的Hα全日面观测站，如全球日震网(Global Oscillation Network Group, GONG)拥有全球6个观测点[1]，国内的北京怀柔观测基地等等。……