고속 카메라를 사용한 태양연구

박 형 민

순 서연구목적목 표내 용예측결과활용방안

태양연구의 중요성태양활동이 지구 기후 환경에 영향지구주변 우주 공간 환경을 지배우리에게서 가장 가까이 있는 별코로나 가열문제고에너지 복사 , 고에너지 입자의 생성기원자기장의 기원

연구목표고속 카메라 관측시스템 구축고속 영상 포착 기술

플레어 초기 에너지 방출 연구비열적 전자가열에 대한 H- 방출의

공간분포 , 시간적 변화

홍염의 내부 운동 및 폭발과정 연구플라즈마의 수평 운동 성분 결정

연구내용기본 관측 시스템 구축 – 1 차년

플레어 연구 – 2 차년

홍염 연구 – 3 차년

1 차년 - 기본체제 구축고성능 CCD 카메라 , 통제형 하드웨어 기본 소프트웨어 구입카메라 작동시험카메라 통제 / 자료축적 소프트웨어 개발국내 망원경을 이용한 시험외국 망원경을 이용한 시험

고성능 CCD 카메라 자료 저장 범위빠른 속도적당한 픽셀수연구에 필요한 감도 : CaⅡK ~ H-복잡하지 않은 것 - 휴대성 고려프로그램으로 제어신뢰할 만한 회사와 품질

통제용 하드웨어 , 라이브러리Frame grabber -Interface Card고속컴퓨터 빠른 처리속도 , 충분한 메모리 최신의 PC 사용OS : MS-WINDOWC/C++ Library 자료처리에 필요한 프로그램 내장

카메라 작동시험렌즈부착 , Frame grabber 사용

카메라 통제 / 자료축적소프트개발CCD parameter control, save(memory)Memory data -> Saving Hdd (Fits)Image printing메모리 영상의 실시간 처리대기시상의 효과 최소화 , 관측의 질 향상

Interactive software

Frame selection MethodRMS method 적용빠른시간에 영상 얻고 가장 좋은것 선택

짧은 시간에 관측했을 때 적용 (~1 초 )

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시상효과 극복하면서 S/N ratio 높은 영상 얻을 때 사용Image Motion – low resolutionRelativity motion 보정Cross correlation coefficient 결정

Correlation tracking andIntegration Method

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Image processing problemCalculation timeSubframe 적용적절한 크기는 실험적으로 결정

망원경을 이용한 시험국내 - 학과 보유 망원경해외 – BBSO 에서 관측H- 필터를 사용한 관측

2 차년 - 플레어 연구

Realtime Image Processing단순 프로그램을 사용한 관측 , 자료분석정교해진 프로그램을 사용한 관측 , 분석

플레어 연구를 위한 조건

High resolution (Time, Spatial)H- 필터를 사용한 관측실시간 영상처리 구현사건 발생시 이미지 저장실시간 플레어 속도 판단읽어 들이는 속도의 변화

단순 프로그램1 차년도 개발 프로그램을 사용5 시간 이상 수행 (Time Resolution:10s)Frame selection method 이용자료분석GOES 데이터 사용 - 시간 , 장소파악다른 관측 자료들과의 연동

정교한 프로그램플레어 발생 실시간 판단 , 진행시에만 HDD 에 자료저장진행시간 실시간 판단 , Frame Reading Time 변화실시간 플레어 탐지법

critpeak f

III

실시간 진행속도 결정법

영상판독속도 갱신법

모든 frame 을 저장플레어 진행 속도 결정 / 재조정작업을 일정시간 간격마다 실시간 수행

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S,1

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자료분석 , 결과도출실제 태양현상인가시상인자와 플럭스 변화의 상관성 조사

3 차년 – 홍염 연구

홍염을 구성하는 플라즈마의 운동 관측시선방향에 수직인 성분 관측 , 분석필터를 사용하여 관측자료 분석 및 결과도출

홍염연구를 위한 조건

시상의 악영향을 최소한으로 받을 것S/N ratio 가 높은 자료를 사용할 것판 선택법 , 상호상관계수 추적적분법의 복합적 사용

관측 알고리즘판 선택법으로 영상획득 , 좋은 영상을 메모리 (A) 저장같은 과정 반복 , 좋은 영상을 다른 메모리 공간에 (B) 저장A 기준으로 B 의 움직임 보정B + A -> A일정한 횟수만큼 반복영상 HDD 저장 , 위의 방법 반복

영상획득선택저장 (A)

영상획득선택저장 (B)

상관계수법 사용 보정

A

HDD

자료분석 , 결과도출Magnetic Reconnection OutflowCounter StreamingHorizontal Oscillating MotionRotational Motion

연구 활용태양자기활동의 연구고 분산 분광기를 사용한 분광관측관련산업에의 응용인력양성교육 목적으로서의 활용