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、價格低廉等優(yōu)點，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，開展相關(guān)理論和技術(shù)研究具有重要意義和應(yīng)用價值。本文基于12電極電容層析

2、成像系統(tǒng)，針對ECT技術(shù)的反問題即圖像重建問題進行研究。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，對課題的研究意義進行了相關(guān)探討，并對電容層析成像技術(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)對不同算法進行ECT圖像重建，對比分析不同算法的優(yōu)缺點。
　　再次，結(jié)合ECT重建圖像特點，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)則對一幅迭代算法重建圖像與一幅非迭代算法重建圖像進行像素級融合，并進行仿真實驗，與主流成像算法進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