電容層析成像系統(tǒng)重建圖像融合方法研究.pdf

1、電容層析成像技術(shù)(ECT)是過(guò)程成像技術(shù)，它的原理是對(duì)置于管道中的物體進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)電極獲得電容值，再對(duì)物體的空間分布進(jìn)行計(jì)算。ECT的優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格低廉，安全，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并且檢測(cè)過(guò)程非侵入，有廣泛的工業(yè)應(yīng)用潛能，對(duì)于多相流檢測(cè)問(wèn)題，ECT技術(shù)具有極大的優(yōu)勢(shì)。ECT技術(shù)主要包括正問(wèn)題和逆問(wèn)題兩方面，它的成功應(yīng)用主要取決于逆問(wèn)題，即圖像重建，其精度和速度會(huì)受到ECT系統(tǒng)非線性和“軟場(chǎng)”效應(yīng)等特性的影響，因此，對(duì)于電容層析成像技術(shù)來(lái)說(shuō)，探究良好

2、的圖像重建算法是一個(gè)重要的問(wèn)題。本文對(duì)12電極的ECT系統(tǒng)進(jìn)行研究，分析比較各類圖像重建算法，結(jié)合圖像融合技術(shù)，使最終的圖像精度得到改善。本文主要工作包括如下內(nèi)容：
　　首先，結(jié)合本文的研究背景，對(duì)課題的研究意義進(jìn)行了相關(guān)探討，并對(duì)國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀和未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了綜合研究。
　　其次，介紹了ECT系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)，對(duì)各個(gè)組成部分分別進(jìn)行了分析，基于電容層析成像系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型和靈敏度分布函數(shù)，分析了ECT系統(tǒng)的基本原理，為

3、逆問(wèn)題的解決奠定了理論基礎(chǔ)。
　　再次，針對(duì)各類圖像重建算法進(jìn)行研究，綜合分析每種算法的適用范圍和優(yōu)缺點(diǎn)。同時(shí)，綜合考慮ECT系統(tǒng)及圖像重建算法的特點(diǎn)，采用圖像融合技術(shù)，應(yīng)用主成分分析(PCA)與小波變換技術(shù)相結(jié)合對(duì)圖像進(jìn)行融合。
　　最后，分析設(shè)計(jì)整體實(shí)驗(yàn)的各個(gè)部分，分別采用三種融合方法進(jìn)行融合實(shí)驗(yàn)，即PCA變換、小波變換以及本文所提出的基于PCA與小波變換相結(jié)合的融合方法，并用平均加權(quán)算子及基于局部能量的融合規(guī)則，對(duì)分解