[发明专利]一种基于改进U-Net网络的日冕物质抛射检测方法

权利要求书

1.一种基于改进U-Net网络的日冕物质抛射检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：将从SOHO主页上下载的LASCO C2图像进行图像预处理，所述预处理包括图像灰度化、图像旋转和翻转操作；

步骤2：将从通过步骤1得到的LASCO C2图像转换到极坐标下来表示；

步骤3：制作日冕图像数据集，将数据集分为训练集和测试集；

步骤4：对原始的U-Net网络进行改进，使之适应于日冕物质抛射检测任务；

步骤4中改进的U-Net网络包括将原始的U-Net网络收缩路径四个下采样块中的两个卷积层后加入dropout层，在扩张路径中，采用最近邻插值方式实现上采样；在收缩路径中主要是进行特征提取；在网络扩张路径部分，每层网络需要对特征图进行3种操作：上采样，侧边合并和卷积；在上采样部分，网络将低分辨率的图像信息传播到更高分辨率的层；在侧边合并部分，需要提供网络低层特征，以获取目标区域的位置信息；卷积操作仅对合并的特征图进行特征提取操作，并将卷积后的特征图作为上采样的输入；最终需要对多通道特征图卷积操作得到分割map，如果是单目标分割，map通道数为2，分割出的图像是二值化图像；

步骤5：使用改进后的U-Net网络进行训练，微调网络参数，最终得到检测结果。

2.根据权利要求1所述的基于改进U-Net网络的日冕物质抛射检测方法，其特征在于，步骤1中将从SOHO主页下载的日冕图像序列统一选取日冕图像东部E为起点，即0度，顺时针旋转到360度；在旋转之前需要对日冕图像做相应的旋转和翻转操作。

3.根据权利要求1所述的基于改进U-Net网络的日冕物质抛射检测方法，其特征在于，在步骤2中，极坐标转化是对处理后的日冕观测图像做几何变换，保持像素灰度值不变，仅变换像素的几何位置，设经处理后的日冕观测图像中的任一点(x，y)，将其按照式(1)进行变换，得到极坐标图像中的(ρ，θ)；

在公式(1)中，W，H为经过步骤1处理后的LASCO C2日冕图像的宽度和高度。

4.根据权利要求1所述的基于改进U-Net网络的日冕物质抛射检测方法，其特征在于，步骤3中从SOHO主页一共下载了连续三个月的日冕图像，将某些成像效果极差的图像剔除后，剩下近7000余张图像；将人工标注的7000张图像数据随机分配，包括训练集5000张，测试集2000张。

5.根据权利要求1所述的基于改进U-Net网络的日冕物质抛射检测方法，其特征在于，步骤5中使用改进的U-Net网络进行训练，设置好超参数后，进行微调策略；同时根据训练测试结果，对损失函数也进行调整，直至收敛最优。