電容層析成像系統(tǒng)成像算法研究.pdf

1、電容層析成像技術(shù)(Electrical Capacitance Tomography，ECT)是一種過程成像技術(shù)，近些年來作為多相流監(jiān)測有效手段之一正在迅速發(fā)展。電容層析成像技術(shù)利用電容測量的工作原理獲取管道內(nèi)部截面可視化信息分布，由于其安全性高、探測非侵入、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，電容層析成像技術(shù)具有十分廣泛的應(yīng)用范圍。目前ECT測量技術(shù)仍存在許多待研究及待突破的技術(shù)難點(diǎn)，開展相關(guān)理論和技術(shù)研究具有重要意義和應(yīng)用價(jià)值。本文基于12電極電容層析

2、成像系統(tǒng)，針對(duì)ECT技術(shù)的反問題即圖像重建問題進(jìn)行研究。在深入分析研究不同圖像重建算法的基礎(chǔ)上，借助圖像融合方法提高重建圖像質(zhì)量。根據(jù)現(xiàn)有算法缺陷，提出基于深度學(xué)習(xí)的ECT圖像重建算法。本文主要工作如下：
　　首先，基于本文的研究背景，對(duì)課題的研究意義進(jìn)行了相關(guān)探討，并對(duì)電容層析成像技術(shù)的發(fā)展及深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀進(jìn)行研究。
　　其次，分析ECT系統(tǒng)的組成及工作原理，建立了ECT系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，推導(dǎo)ECT圖像重建過程。利用Mat

3、lab建立ECT仿真系統(tǒng)，研究目前常見的ECT圖像重建算法，通過仿真系統(tǒng)對(duì)不同算法進(jìn)行ECT圖像重建，對(duì)比分析不同算法的優(yōu)缺點(diǎn)。
　　再次，結(jié)合ECT重建圖像特點(diǎn)，利用離散小波分解技術(shù)，根據(jù)高低頻帶不同的融合規(guī)則對(duì)一幅迭代算法重建圖像與一幅非迭代算法重建圖像進(jìn)行像素級(jí)融合，并進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，與主流成像算法進(jìn)行成像效果比較分析，證明本方法的有效性。
　　最后，利用深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合求解ECT反問題過程，提出基于深度學(xué)習(xí)的ECT圖像