ect系统正问题及图像重建算法研究

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1、分类号：学校代码：１０１４０密级：学早４０３公开１３３１８１０？桑六聲ＬＩＡＯＮＩＮＧＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ硕±学位论文ＴＨＥＳＩＳＦＯＲＭＡＳＴＥＲＤＥＧＲＥＥ论文题目：ＥＣＴ系统正问题及图像重建算法研究民ｅｓｅａｒｃｈｏｎＥＣＴＳｓｔ；ｅｍｔｏＦｏｒｗａｒｄＰｒｏｂｌｅｍｙ英文题目：ａｎｄＩｍａｅＲｅｃｏｎｓｔｍｃｔｉｏｎＪｙｌｅｔｈｏｄｓｇ论文作者：陈捻指导教师：＾新态教授专测试计章技术及仪器一—完成时间：ｎ六年石月申请迂宁大学硕±学位论文ＥＣＴ系统正问题及图像重

2、建算法研究ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＥＣＴＳｙｓｔｅｍｔｏＦｏｒｗａｒｄＰｒｏｂｌｅｍａｎｄＩｍａｅ民ｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＭｅｔｈｏｄｓｇ作者二陈珍指导教师：吴新杰教授：巧ｄ试计量技术及仪器专业答辩日期１６５１６日：２０年月二〇—六年五月．中国辽宁迂宁大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下独立完成的。论文中取得的研究成果除加Ｗ标注的内容外，不包含其他个人或集体己经发表或撰写过的研究成果，不包含本人为获得其他学位而使用过的成果。对本文的研究做出重要贡献

3、的个人和集体均。已在文中进行了标注，并表示谢意本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。／学位论文作者签名：咏怒必《年Ｓ月乂円学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交学位论文的原件、复印件和电子版，允许学位论文被查阅和借阅。本人授权迁宁大学可Ｗ将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。同时授权中国学术期刊（光盘版）电子杂志社将本学位论文收录到《中国博±学位论文全文数据库》和《中国优秀

4、硕击学位论文全文数据库》并通过网络向社会公众提供信息服务。学校须按照授权对学位论文进。行管理，不得超越授权对学位论文进行任意处理。（保密：请在括号，在年后解密适用本授权书保密（）＿＂＂内划Ｖ）＂：＾身授权人签名：沸巧指导教师签名：５＾日期：必年：＾日期：《年５月处日月兴日摘要电容层析成像技术（ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＣａｐａｃｉｔａｎｃｅＴｏｍｏｇｒａｈｙＴ）是过ｐ，ＥＣ程层析成一像技术中研究较早的项技术，它通过测量围绕在管道周围极板间的电容值，根据图像重建算法求解管道内部物质的介电常数分布。由于其非接触

5、、实时性好，使电容层析成像技术Ｗ优越的安全性、经济性在多相流的、无污染等优点可视化监控系统中被广泛应用。ＥＣＴ技术的成功应用主要基于其解决了两方面的问题：有效的正问题求解方法为图像重建奠定了基础；改进的图像重建算法提高了图像精度，为工业多相流系统监测提供了有效的手段。ＥＣＴ，正问题及图像重建算法进行了综述本文参阅了国内外大量文献对，从ＥＣＴ系统的基本原理出发，完成了对电容层析成像正问题与逆问题的研究。主要做了Ｗ下工作：１、基于ＥＣＴ正问题的定义及现阶段常用的电容求解方法，提出利用有限差分法和高斯积分求解电容层析成像正问题的方法。

6、首先介绍了ＥＣＴ正问题的基本原理及常用的电容求解方法；然后基于有限差分法的基本原理构造差分公式，结合场域中像素点的电势值与它周围四点的电势值存在联系的理论，将空场电势分布作为初值利用迭代公式求解介质改变时的电势分布，利用高斯积分公式根据检测极板周围的电势值求解电容值，；最后进行了仿真实验结果表明一本文方法求解的电容值优于其他方法的求解结果，是种有效的巿问题求解方法。２、针对灵敏度场分布不均匀严重影响重建图像的精度的问题，在原有灵敏度场的基础上提出了求解图像变换系数的方法。首先概述了灵敏度场的定义并分析了其分布不均匀的原因，；然

7、后利用现有方法求解灵敏度矩阵根据本文方法求解图像变换系数并将其运用到图像重建算法的迭代过程中；最后进行了仿真实验，实验结果表明图像变换系数的应用有效提高了重建图像中必区域的精度。ＣＴ一ＥＣＴ３、针对现有Ｅ算法重建图像分辨率低、边界模糊等问题，提出种图像重建改进算法。首先介绍了图像重建算法的基本原理及常用的算法；然后在Ｌａｎｄｗｅｂｅｒ算法中运用上文求解的电容值、图像变换系数，迭代求得初始图１像，对其运用形态学滤波的方法估计出初始图像的可能边界；最后结合回溯搜索优化算法对待处理图像的边界逐步迭代，获得最优的重建图像。仿真实

8、验结果