地面太陽望遠鏡讓我(wǒ)(wǒ)們對太陽的大(dà)部分(fēn)活動有了進一(yī)步的了解，但大(dà)氣中(zhōng)的溫度和密度差異引起的大(dà)氣湍流會導緻地面接收到的圖像出現失真和模糊的現象。

目前，科研人員(yuán)已經實施了許多解決方案，并取得了一(yī)系列成功。

自适應光學
自适應光學 (AO) 是一(yī)種預處理技術，需要使用波前傳感器來測量入射波和可變形反射鏡或液晶顯示器的失真，然後補償和校正這些失真。 Active Silicon爲美國國家太陽天文台的其中(zhōng)一(yī)個項目提供了圖像采集卡（閱讀更多相關信息https://www.activesilicon.com/news-media/news/a-clear-view-of-our-sun/）。然而，這種系統所需的組件成本很高，在某些情況下(xià)，殘留圖像質量下(xià)降也是一(yī)個因素。

幸運成像

圖 1：幸運成像

幸運成像是一(yī)種特殊的散斑成像方法，可以對模糊的圖像數據進行後處理，以嘗試獲得高分(fēn)辨率圖像。圖像使用高速相機拍攝，曝光時間足夠短（100 毫秒或更短），以确保曝光期間地球大(dà)氣的變化可以忽略不計。如果拍攝了數千張圖像，由于在“幸運”幀的短暫曝光期間大(dà)氣湍流可能較少，因此可能會有許多幀中(zhōng)目标天體(tǐ)處于清晰對焦狀态。通過拍攝最好的圖像，例如所拍攝圖像的 1%，并通過移動和添加單獨的短曝光照片将它們組合成單個圖像，“幸運成像”可以達到可能的最佳分(fēn)辨率。最初，在受限狀況下(xià)以底片攝影進行。但是攝影底片隻能接受7%的入射光，因此隻有最亮的天體(tǐ)能使用散斑成像。CCD在天文學上應用後，超過70%的入射光可以成像，大(dà)幅降低了散斑成像法的使用限制條件，因此今日被廣泛應用在恒星和恒星系等較明亮天體(tǐ)。

多幀盲解卷積 (MFBD)

MFBD 是一(yī)種進一(yī)步的數值技術，可對這些殘差圖像進行建模和消除，使觀察者增加從圖像數據中(zhōng)提取的信息量。觀測到的圖像是由大(dà)氣和望遠鏡産生(shēng)的未知(zhī)點擴散函數（PSF）卷積的真實圖像。借助MFBD，天文學家試圖通過一(yī)組圖像幀來計算盡可能接近現實的 PSF。

在這種技術中(zhōng)，獲取的幀越多，平均效果越好，當然，生(shēng)成的圖像也越好，因此需要一(yī)種非常快速的圖像采集方法。馬克斯普朗克太陽系研究所的科學家Michiel van Noort一(yī)直在使用Active Silicon的 FireBird Quad CXP-6 CoaXPress 圖像采集卡和 FireBird Camera Link 80 bit (Deca)  圖像采集卡，以獲得準确、實時的圖像性能并增強的太陽成像。

Michiel 現在正在使用 FireBird CXP 圖像采集卡從 AMS/CMOSIS（CMV 12000、CMV20000 和 CMV50000）的新一(yī)代大(dà)幅面圖像傳感器中(zhōng)采集新型高分(fēn)辨率高光譜儀器所需的幀。此類儀器需要非常大(dà)的探測器，還需要高幀率來“凍結”地球大(dà)氣層。

圖2 ：幀數對恢複圖像質量的有益影響示例

從圖 2 中(zhōng)可以看出，幀數和結果之間存在直接相關性：幀數越多，平均值越高，結果也越好。

Active silicon産品正在爲科學家們了解太陽做出貢獻。同時也爲更實際的應用定制圖像采集和處理産品，包括工(gōng)業檢測、醫學成像、監控等。從太空任務到工(gōng)業視覺系統的大(dà)規模部署，Active silicon提供了成像組件和嵌入式系統，幫助客戶提供世界一(yī)流的解決方案。

本文爲部分(fēn)譯文，全文網址：https://www.activesilicon.com/news-media/news/solar-astronomy/