| 题名 | 基于波前探测的太阳偏振图像高分辨重建误差分析 |
| 作者 | 吕卓 |
| 答辩日期 | 2023-07-01 |
| 文献子类 | 硕士 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 金振宇 ; 朱庆生 |
| 关键词 | 太阳磁场测量 高分辨率太阳偏振图像重建 波前探测 误差分析 |
| 其他题名 | High-resolution Reconstruction Error Analysis of Solar Polarization Image Based on Wavefront Sensing |
| 学位专业 | 电子信息 |
| 英文摘要 | 地基太阳望远镜磁像仪在进行偏振测量时会受到大气湍流的影响，导致测量结果不准确。为克服大气湍流的影响，改善成像质量，可通过高分辨图像重建技术对退化图像进行重建，获得可用于进一步科学研究的高分辨率图像，该技术目前在各大高分辨太阳望远镜的成像观测仪器中均有应用。而对于偏振图像的高分辨重建，由于窄带滤光器的低光谱带宽和低透过率，导致偏振测量通道的光子数较少，短曝光图像信噪比较低，难以满足高分辨图像重建的要求；且由于探测器只对光强信息敏感，在偏振测量时，需首先将偏振光调制到背景光强中，再从采集到的图像中解调出偏振信息，该过程也要求用于解调的各调制态图像具有相同的重建质量，否则将在重建出的偏振信号中引入伪结构。为解决上述难题，地基高分辨磁像仪通常选用同步重建的方式对太阳偏振图像进行高分辨重建，即在太阳窄带偏振测量通道旁增加一条宽带通道以获得大气-望远镜系统的波前像差信息，再将其用于偏振图像的重建。本文对以波前探测器为宽带通道的同步重建方案进行了模拟研究，主要开展了以下两方面的工作： 1、对由于波前估计不准确而引入的偏振图像重建误差进行了仿真分析。由波前探测通道估计出波前像差后，可实现对窄带偏振图像的退卷积重建。当波前像差估计结果与真实波前不同时，会在解调得到的偏振图像中引入背景光强信号的串扰，该串扰来源于光强信号的中高频信息，且是零均值的，串扰的数值分布范围会随波前复原精度的提高而减小。并对增加用于图像重建的短曝光图像的帧数、低通滤波、不同信噪比等情况下串扰的影响进行了仿真。 2、基于 Adam 优化器，对相位差波前探测技术的求解精度进行了误差分析。相位差法是一种理想的太阳波前探测方案，本文经过仿真验证，发现相位差图像存在局部极值解，且在迭代优化求解的过程中，可能出现陷入该局部极值的情况。以相同的观测目标作为约束，使用多帧相位差图像对波前像差进行联合求解可提升各组相位差图像的求解精度，避开局部极值解。 本文的研究工作和相应成果可为地基高分辨磁像仪设计光路结构、选择波前观测方案、制定偏振观测模式和处理观测数据提供参考。 |
| 语种 | 中文 |
| 学科主题 | 天文学 |
| 页码 | 0 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.ynao.ac.cn/handle/114a53/26419]  |
| 专题 | 天文技术实验室 |
| 作者单位 | 中国科学院云南天文台 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 吕卓. 基于波前探测的太阳偏振图像高分辨重建误差分析[D]. 北京. 中国科学院大学. 2023. |
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