Napfolt detektálás fotó archívumban

A Nap évezredek óta foglalkoztatja az emberiséget, annak tevékenységei sokáig megmagyarázhatatlannak tűntek. A távcső felfedezésétől kezdődően temérdek feljegyzés, rajz, fotó készült a Napról, ezek száma a digitális világban megsokasodott. Ezen archivált és újonnan keletkező adatok rendszerezése és feldolgozása igen jelentős súllyal bír, hiszen ez szolgál megfelelő információval a naptevékenységekről.

A napfolt a Nap felszínének sötétebb, a napfelszínnél körülbelül 2000 °C-kal alacsonyabb hőmérsékletű területe, mely egy külső világosabb, ún. penumbrából, valamint egy sötétebb belső, ún. umbrából áll. Keletkezésének körülményeiről nincsen egységes álláspont, emiatt a foltok pontos mérése és feldolgozása fontos része ennek a tudományágnak. Dolgozatom központi témája e napfoltok felismerése, azonosítása, valamint mérése, fotó archívumban.

Célom egy olyan alkalmazás készítése volt, melynek segítségével a Napról készült archív felvételeken a napfoltok azonosítása pontosan megvalósítható. A foltok behatárolása mellett az algoritmusom kiszámolja az egyes foltok napfelszínen elfoglalt pozícióját (heliografikus szélességi és hosszúsági fok), területét. Ezzel az eszközzel lehetőség van a felhalmozódott, nyers felvételek, digitalizált rajzok feldolgozására és a Nap-, valamint napfolt tevékenységek rendszerezésére. Ezt C++ nyelven az OpenCV programkönyvtár segítségével valósítottam meg, mely kifejezetten a képfeldolgozás és a gépi látás támogatására készült.

Dolgozatomban bemutatom a csillagászati felvételeken használt legfontosabb algoritmusokat, kapcsolódó képfeldolgozási eljárásokat és technikákat, amelyek segítségével a Napról készült felvételeken a napfoltok felismerése megvalósítható. A kapott, sokszor nem megfelelő minőségű felvételeken az alkalmazásom előfeldolgozási eljárásokat hajt végre, úgy, mint zajcsökkentés (Gauss-szűrő, Medián-szűrő), morfológiai szűrök (dilatáció, erózió). Ezután következik a képszegmentálás folyamata, a kapcsolódó algoritmusok ismertetése és megvalósítása, többek között a hisztogram-, valamint az él detektálás alapú szegmentálás (Canny, Otsu). Az így kapott bináris képen utófeldolgozással (pl. nyitás, zárás) lehet a kérdéses képpontokat egyértelműsíteni. A folt méretének, illetve helyzetének kiszámítása előtt a foltok kontúrvonalainak berajzolása történik, mely a végleges kimeneti képen is megjelenik.

szerző

• 
  Kis-Király Máté
  mérnökinformatikus
  nappali

konzulens

• 
  Dr. Szűcs Gábor
  egyetemi docens, Távközlési és Médiainformatikai Tanszék

helyezés