基于图像处理技术的活动星系核结构变化分析

发布时间：2017-09-28 06:30

  本文关键词：基于图像处理技术的活动星系核结构变化分析

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【摘要】：活动星系核(AGN,active galactic nucleus),也就是活跃星系的核心。活动星系的辐射信息除了来自恒星的热辐射外,还有来自星系核心致密区域的大量非热辐射,其射电连续谱的辐射涵盖了从低频波段的射电波段到高能射线的X射线,甚至伽玛射线波段。活动星系核的强烈亮度变化往往伴随着结构的变化,甚长基线干涉测量(VLBI, Very long baseline interferometry)是分辨率最高的天文成像技术。在射电天文里,天文学家常用的专用图像处理软件是DIFMAP,但是它的处理过程繁琐、需要大量的人工干预。因此,为了应对将来海量数据的分析处理,必须提高程序的自动化程度,减少在图像处理过程中人为的过多干预,从而提高处理数据的效率。本篇论文中我们将介绍一个改进的VLBI图像分析软件AutoFit,该软件用MATLAB和Python编写,实现了射电源检测与模型拟合的自动化操作,与DIFMAP相比,图像处理结果和DIFMAP基本一致,但是在平台兼容性、扩展性、可移植性等方面都比DIFMAP有大幅度提高,由于AutoFit采用了先进的全局最优化分析方法,因此更适合分析包含大量天体的图像数据,而且AutoFit具有丰富的扩展功能,方便天文学家深入开展研究工作。在后续的工作中,将优化GUI界面,并考虑使用GPU加速程序运行。
【关键词】：活动星系核 VLBI 射电天文 天文图像处理 AutoFit DIFMAP
【学位授予单位】：上海应用技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P157.6;TP391.41
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 引言9-10
• 1.2 射电天文观测及发展10-12
• 1.3 数字图像处理的研究及发展12-15
• 1.3.1 在天文上的应用13-15
• 1.4 本章小结15-16
• 第2章 数字图像处理和模式识别16-30
• 2.1 基本概念16-17
• 2.2 相关算法17-28
• 2.2.1 牛顿法18-20
• 2.2.2 梯度下降法20-24
• 2.2.3 最小二乘算法24-25
• 2.2.4 LM算法25-28
• 2.3 本章小结28-30
• 第3章 传统的天文数据处理方法DIFMAP30-38
• 3.1 DIFMAP图像处理软件介绍30-31
• 3.2 基本命令介绍31-37
• 3.2.1 数据读取命令OBSERVE31
• 3.2.2 查看可见度数据RADPLOT31-32
• 3.2.3 查看天线观测点TPLOT32
• 3.2.4 查看UV覆盖情况UVPLT32-33
• 3.2.5 CLEAN算法原理33-34
• 3.2.6 MODELFIT模型拟合的算法34-35
• 3.2.7 DIFMAP处理结果35-37
• 3.3 本章小结37-38
• 第4章 基于图像处理的自动模型拟合处理方法AutoFit38-58
• 4.1 MATLAB编程的特点38-39
• 4.2 自动拟合软件的编程流程和构架39-49
• 4.3 算法介绍49-52
• 4.3.1 最小二乘误差49
• 4.3.2 快速搜索—LM算法49-50
• 4.3.3 高斯成分初始化50-51
• 4.3.4 参数说明51-52
• 4.3.5 源文件说明52
• 4.4 DIFMAP和MATLAB处理结果对比52-57
• 4.5 本章小结57-58
• 第5章 AutoFit在天文图像处理中的应用58-63
• 5.1 高能辐射伽玛射线源0202+149的射电结构研究58-62
• 5.2 本章小结62-63
• 第6章 结论和展望63-64
• 参考文献64-69
• 致谢69-72
• 附录一 作者在研究生期间完成的论文72-73
• 附录二 观测申请统计表73

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本文编号：934314