电容层析成像反问题求解与图像融合方法研究

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1、工学硕士学位论文电容层析成像反问题求解与图像融合方法研究李伟哈尔滨理工大学2014年3月国内图书分类号：TP391．4工学硕士学位论文电容层析成像反问题求解与图像融合方法研究硕士研究生：导师：申请学位级别：学科、专业：所在单位：答辩日期：授予学位单位：李伟陈德运工学硕士计算机应用技术计算机科学与技术学院2014年3月哈尔滨理工大学ClassifiedIndex：TP391．4DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringStudyonInverseProblemSolvingandImageFusionMetho

2、dforElectricalCandidate：Supervisor：～一r。一一Capacitance。l'omographyLiWbiChenDeyunAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：ComputerAppliedTechnologyDateof0ralExamination：March，2014University。HarbinUniversityofScienceandTechnology哈尔滨理工大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《电容层

3、析成像反问题求解与图像融合方法研究》，是本人在导师指导下，在哈尔滨理工大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文研究工作做出贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签名：孝伟日期：2014年3月31日哈尔滨理工大学硕士学位论文使用授权书《电容层析成像反问题求解与图像融合方法研究》系本人在哈尔滨理工大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归哈尔滨理工大学所有，本论文的研究内容不得以其他单位的名义发表。本人

4、完全了解哈尔滨理工大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门提交论文和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权哈尔滨理工大学可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。本学位论文属于保密r]，在年解密后适用授权书。不保密同。(请在以上相应方框内打√)作者签名：导师签名：签传日期：2014年3月31曰日期：2014年3月31日哈尔滨理工大学工学硕士学位论文电容层析成像反问题求解与图像融合方法研究摘要电容层析成像技术(ECT)作为过程层析成像领域的一个重要研究方向，近年来发展极为迅速。依赖于电容测量的工作原理，电

5、容层析成像技术具有安全性高、探测非侵入、适用范围广等优点，正是基于此，电容层析成像技术具有十分广泛的应用范围。由于ECT系统本身许多限制条件的存在，电容层析成像系统的图像重建精度受到了很大的限制，基于12电极电容层析成像系统，本文在深入分析研究不同图像重建算法的基础上，借助图像融合方法对电容层析成像系统的成像算法展开了研究。主要工作如下：首先，基于本文的研究背景，对课题的研究意义进行了相关探讨，并对电容层析成像技术的研究现状和未来的发展趋势进行了综合研究。其次，在对ECT系统各组成系统展开研究的基础上，建立了ECT系统的数学模型，并对它的工作原理和EC

6、T反问题的数理特性进行了分析研究。基于此，展开了对几类ECT图像重建算法的研究，对同步迭代算法进行了一定程度的改进，并对几类算法进行了仿真验证与分析。再次，从空间域和变换域的角度出发，比较研究了几类不同的图像融合方法。结合ECT系统的特点，选择小波分析方法应用到了ECT的图像融合方法研究中。最后，设计不同的高低频带融合规则对来自各重建算法的源图像展开高低频带融合实验仿真分析。其中，在高频部分使用的是基于边缘检测的融合规则；在低频部分，借助的是基于算法分析的差别化的加权融合规则。从而既能充分利用来自不同算法的源图像的图像信息，又能最大可能的减小源图像误差

7、对最终成像效果产生的影响。关键词电容层析成像；图像重建算法：图像融合方法；融合规则啥尔滨理工大学工学硕士学位论文StudyonInverseProblemSolvingandImageFusionMethodforElectricalCapacitanceTomographyAbstractElectricalcapacitancetomography(ECT)asanimportantfieldoftheprocesstomographygrowsrapidlyinrecentyears．Dependentontheworkingprincipleo

8、fcapacitancemeasurement，electricalcapacitanceto