基于svm电容层析成像系统图像重建算法

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1、工学硕士学位论文基于SVM电容层析成像系统图像重建算法宋海丰哈尔滨理工大学2016年3月国内图书分类号：TP391.4工学硕士学位论文基于SVM电容层析成像系统图像重建算法硕士研究生：宋海丰导师：李岩申请学位级别：工学硕士学科、专业：计算机应用技术所在单位：计算机科学与技术学院答辩日期：2016年3月授予学位单位：哈尔滨理工大学ClassifiedIndex：TP391.4DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringImageReconstruction

2、AlgorithmBasedonSVMforElectricalCapacitanceTomographySystemCandidate：SongHaifengSupervisor：LiYanAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：ComputerApplicationTechnologyDateofOralExamination：March，2016University：HarbinUniversityofScienceand

3、Technology哈尔滨理工大学硕±学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕±学位论文《基于ＳＶＭ电容层析成像系统图像重建算法》，是本人在导师指导下，在哈尔滨理工大学攻读硕±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含他人己发表或撰写过的研巧成果。对本文研究工作做出贡献的个人和集体，均已在文中从明确方式注明。。本声明的法律结果将完全由本人承担：年３月ｌ作者签名ｉｆ日；日期哈尔滨理工大学硕±学位论文使用授权书《基于ＳＶＭ电容层

4、析成像系统图像重建算法》系本人在哈尔滨理工大学攻读硕±学位期间在导师指导下完成的硕±学位论文。本论文的研究成果归哈。尔滨理工大学所有，本论文的研巧内容不得Ｗ其它单位的名义发表本人完全了解哈尔滨理工大学关于保存，同意学校保留并向有关、使用学位论文的规定。部口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Ｗ采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可Ｗ公布论文的全部或部分内容。本学位论文属于。保密［］，在年解密后适用授权书不保密。１３请在１

5、＾＾上相应方框内打Ｖ）（＞作者签名：日期：文巧／年３月２。５导师签名；名醜：訓如月與才哈尔滨理工大学工学硕士学位论文基于SVM电容层析成像系统图像重建算法摘要电容层析成像技术(ElectricalCapacitanceTomography，ECT)是较早发展起来的一种过程层析成像技术，其具有非侵入、非接触、成本低等优点。目前ECT技术主要问题集中于该技术中的灵敏场软场，导致图像重建过程中其成像精度不高，且速度上也不能满足要求。因此图像重建也成为了ECT技术中至关重要的环节。支持向量

6、机(SupportVectorMachines,简称SVM)是机器学习领域中被广泛使用的一种算法，其具有良好的推广能力，在解决非线性问题方面尤为突出，由此将SVM应用在ECT技术的图像重建方面提供了依据。本文首先对ECT系统的总体结构及基本原理进行了详细分析，分别对ECT系统中的电容传感器、数据采集系统以及图像重建等方面进行了阐述。本文针对12电极板ECT系统进行了研究分析，并应用ANSYS有限元仿真软件对12电极板电容检测传感器建立了其敏感场模型。并对此模型进行了等面积单元剖分，使得该模型的结

7、构具有均匀对称特性，并应用此特性可对所测得数据集进行简化。本文针对SVM算法在ECT系统中图像重建的应用进行了分析，并发现SVM算法重建图像时在处理大规模、高维度的样本数据方面表现不够理想，导致成像精度不高，成像时间也比较长。针对于此本文提出了一种基于簇中心算子的数据特征降维(简称FRCO方法)的方法并与SVM相结合方法。采用此方法首先应用FRCO方法对数据集进行特征降维处理来简化数据本身，以达到适用于SVM算法重建图像的需要。通过实验表明通过FRCO与SVM的结合使用在重建图像方面得到了提升，

8、尤其在成像速度上较只使用SVM重建图像方面有了明显改善。关键词电容层析成像；支持向量机；特征降维；图像重建-I-哈尔滨理工大学工学硕士学位论文ImageReconstructionAlgorithmBasedonSVMforElectricalCapacitanceTomographySystemAbstractElectricalcapacitancetomography(ElectricalCapacitanceTomography,ECT)isaprocesstomographytechn