本文選題：電容層析成像　切入點(diǎn)：圖像重建算法　出處：《華北電力大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：電容層析成像(Electrical Capacitance Tomography,ECT)技術(shù)是自20世紀(jì)80年代發(fā)展起來的一種用于檢測工業(yè)管道中多相流的過程層析成像技術(shù)。具有非輻射、非侵入、結(jié)構(gòu)簡單、成本低、安裝攜帶方便、響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn),現(xiàn)已成為國內(nèi)外過程參數(shù)檢測人員研究的焦點(diǎn)。電容層析成像圖像重建技術(shù)其反問題求解過程存在的欠定性和病態(tài)性問題,始終成為制約圖像重建精度進(jìn)一步提高的瓶頸問題。2006年,Donoho等人提出了壓縮感知(Compressed Sensing,CS)理論。該理論利用信號的稀疏性或可壓縮性可以對信號進(jìn)行少量采樣并實(shí)現(xiàn)信號的精確重建。本文將壓縮感知理論應(yīng)用于電容層析成像圖像重建過程中,以期解決電容層析成像欠定性問題,主要工作和結(jié)果如下:(1)根據(jù)ECT系統(tǒng)測量投影信號的特點(diǎn),對投影信號在不同稀疏基空間中的稀疏效果進(jìn)行研究。最終選取離散傅里葉變換基作為其稀疏基,具有較好的稀疏性;(2)深入研究壓縮感知理論所要求的采樣方式,對ECT系統(tǒng)固有采樣方法進(jìn)行改進(jìn),提出了兩種隨機(jī)采樣方式,以減小稀疏基同觀測矩陣之間的相關(guān)性;(3)對目前流行的四種基于壓縮感知理論的信號重建算法進(jìn)行深入研究,將其應(yīng)用于電容層析成像圖像重建過程中,并進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明,將壓縮感知理論應(yīng)用于ECT圖像重建中可以有效地提高重建圖像質(zhì)量。
[Abstract]:Electrical Capacitance tomography (ECT) is a process tomography technique developed since 1980s to detect multiphase flow in industrial pipelines. It has the advantages of non-radiation, non-invasion, simple structure, low cost and convenient installation and carrying. Because of its high response speed, it has become the focus of the researchers in the field of process parameter detection at home and abroad. The problem of ill-quality and ill-condition in the inverse problem solving process of the electrical capacitance tomography image reconstruction technology is discussed in this paper. Donoho et al put forward the theory of compressed sensing CSA in 2006. This theory can use the sparsity or compressibility of signal to sample a small amount of signal and realize the signal. In this paper, the theory of compression perception is applied to the reconstruction of electrical capacitance tomography image. The main work and results are as follows: 1) according to the characteristics of ECT system to measure projection signal, The sparse effect of projection signal in different sparse base space is studied. Finally, the discrete Fourier transform (DFT) basis is chosen as its sparse basis, which has good sparsity. The inherent sampling method of ECT system is improved and two random sampling methods are proposed to reduce the correlation between sparse basis and observation matrix. It is applied in the process of electrical capacitance tomography image reconstruction, and the simulation results show that the compression sensing theory can effectively improve the image quality of ECT image reconstruction.
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TP391.41

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1687300