電容層析成像三維圖像可視化技術(shù)研究.pdf

1、兩相流參數(shù)檢測(cè)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究有重要意義。電容層析成像(ECT)技術(shù)是一種基于電容敏感機(jī)理的過(guò)程層析成像(PT)技術(shù)，可實(shí)時(shí)提供封閉管道、容器等過(guò)程設(shè)備內(nèi)物場(chǎng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的二/三維可視化信息，具有非侵入、響應(yīng)速度快、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安全性能好、成本低等優(yōu)點(diǎn)，是一種在石油、化工等領(lǐng)域很有發(fā)展前景的PT技術(shù)。 本文研究的ECT系統(tǒng)三維圖像可視化以二維重建圖像為基礎(chǔ)，對(duì)二維圖像重建有高精度和高速度的要求。Landweber迭代由于其優(yōu)良性能

2、是目前使用最廣泛的ECT迭代圖像重建算法。本文對(duì)Landweber迭代算法的改進(jìn)算法—Landweber迭代修正算法和Landweber迭代單步算法進(jìn)行了仿真研究。重建結(jié)果表明與傳統(tǒng)的Landweber迭代算法相比，Landweber迭代修正算法在較少的迭代次數(shù)下實(shí)現(xiàn)較高的圖像精度。而Landweber迭代單步算法圖像重建質(zhì)量接近于迭代算法，速度與LBP相當(dāng)，適合于在線重建。 在二維圖像重建研究基礎(chǔ)上，結(jié)合ECT技術(shù)特點(diǎn)，對(duì)基于

3、斷層的三維圖像重建方法進(jìn)行了分析與研究。參考醫(yī)學(xué)圖像三維重建的方法，分別采用輪廓拼接法和MC(Marching Cubes)算法進(jìn)行了ECT系統(tǒng)的三維圖像重建。輪廓拼接法中采用一種簡(jiǎn)單快速的直接對(duì)二值圖像進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算法提取二維斷層圖像序列輪廓；基于角度的方法進(jìn)行輪廓點(diǎn)匹配；B樣條曲線實(shí)現(xiàn)層間插值；最短對(duì)角線法進(jìn)行三角片表面重建。MC算法是基于規(guī)則體數(shù)據(jù)抽取等值面的算法，本文討論了剖分立方體構(gòu)造等值面的原理，分析了存在的問(wèn)題。重建結(jié)果表明