電磁層析成像研究.pdf

1、工業(yè)過程層析成像(PT)是以工業(yè)過程現(xiàn)場實時監(jiān)控為目的研究課題，從1980年由英國科研人員借助醫(yī)學(xué)CT成像機理提出以電容傳感器作為數(shù)據(jù)測量與采集裝置、實現(xiàn)被測管道截面成像以來，這項技術(shù)及其相關(guān)成像方法的研究受到國內(nèi)外研究機構(gòu)和廣大科技人員的重視，發(fā)展迅速，以此為專題的國際學(xué)術(shù)會議已召開過5次。電容層析成像是電磁成像(電阻、電感、電容)中研究得最早、最深入，并已在實際工業(yè)過程中試用的主流技術(shù)。 本學(xué)位論文主要研究電容層析成像的算法

2、和成像質(zhì)量的改進方案，層析成像本質(zhì)上是一個逆問題。因此，在本學(xué)位論文的研究工作中，將電容成像問題置于逆問題的框架下，并從此觀點出發(fā)探討成像算法、成像質(zhì)量的改進以及解決逆問題的一些正則化方法，本文還涉及到電磁波應(yīng)用問題中的逆問題，因而，本文也研究了一種基于變形Bom近似的迭代算法。 在完成學(xué)位論文的研究工作中，作者本人主要完成了以下工作 1．對包括醫(yī)學(xué)CT、工業(yè)過程PT在內(nèi)的、與本學(xué)位論文有關(guān)的逆問題進行了深入的討論，對當(dāng)

3、前的發(fā)展和解決逆問題的途徑進行了綜合評述，形成了對成像一類逆問題的一個新的視點，作為深入研究層析成像問題的參考。 2．對于當(dāng)前迅速發(fā)展的醫(yī)學(xué)CT進行了詳細的分析，提出改善成像質(zhì)量的多尺度濾波方法。在此之前，在醫(yī)學(xué)CT成像中還未曾采用過多尺度濾波方法；數(shù)值實驗結(jié)果表明，多尺度濾波方法能有效地改進成像質(zhì)量并可以聚焦在病灶部位進行細化濾波處理，有利于更清楚地觀察病灶部位的病變。 3．研究了當(dāng)前廣泛用于層析成像迭代方法中的Lan

4、dweber算法，分析了該算法成像質(zhì)量不高的主要原因是迭代過程的所謂“半收斂”問題，即當(dāng)?shù)咏谄谕Y(jié)果時突然出現(xiàn)圖像質(zhì)量變壞和噪聲逐漸增大的現(xiàn)象，提出引入壓縮算子解決這個問題并得到了穩(wěn)定的重建圖像。 4．電容層析成像重要的實際應(yīng)用之一是流化床過程的實時監(jiān)測。由于物流管道不同部位流質(zhì)濃度變化劇烈，對傳熱和能量交換有重要影響的豎直管路頂部的濃度一般低于總濃度的2％，該區(qū)域的監(jiān)控成像質(zhì)量很低、噪聲影響很大。為此，本學(xué)位論文提出了采