电容层析成像系统重建图像融合方法研究

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1、工学硕士学位论文电容层析成像系统重建图像融合方法研究沈月哈尔滨理工大学2016年3月国内图书分类号：TP391.9工学硕士学位论文电容层析成像系统重建图像融合方法研究硕士研究生：沈月导师：王莉莉申请学位级别：工学硕士学科、专业：软件工程所在单位：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：TP391.9DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringStudyonReconstructionImageFusionMethodforElectricalCapacitance

2、TomographySystemCandidate：ShenYueSupervisor：WangLiliAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：SoftwareEngineeringDateofOralExamination：March,2016University：HarbinUniversityofScienceandTechnology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《电容层析成像系统重建图像誕合方法研巧》，是本人在导师指导下，在哈尔滨理工大学攻

3、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究成果对本文研巧工作做出贡献的个人和集体，均已在文中Ｗ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：Ｊ化巧曰期；２〇１６年＾月巧曰哈尔滨理工大学硕ｉ学位论文使用授权书《电容层析成像系统重建图像融合方法研究》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主学位论文。本论文的研巧成果归哈尔滨理工大学所有，本论文的研究内容不得从其他单位的名义发表。本人完全了解、哈尔滨理工大学关于保存使用学位论文的规定，同意学

4、校保留并向有关部口。工ｉ＊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大学可Ｕ、缩印或其他复制手段保存论文。采用影印，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Ｉ不保密。［３Ｖ（请在Ｗ上相应方框内打）－作者签名：乃巳巧曰期：２０１６年＾月曰导师签名：文输曰期：２０１６年＾月巧曰电容层析成像系统重建图像融合方法研究摘要电容层析成像技术(ECT)是过程成像技术，它的原理是对置于管道中的物体进行检测，通过电极获得电容值，再对物体的空间分布进行计算。ECT的优点是价格低廉，安全，结构简单，

5、并且检测过程非侵入，有广泛的工业应用潜能，对于多相流检测问题，ECT技术具有极大的优势。ECT技术主要包括正问题和逆问题两方面，它的成功应用主要取决于逆问题，即图像重建，其精度和速度会受到ECT系统非线性和“软场”效应等特性的影响，因此，对于电容层析成像技术来说，探究良好的图像重建算法是一个重要的问题。本文对12电极的ECT系统进行研究，分析比较各类图像重建算法，结合图像融合技术，使最终的图像精度得到改善。本文主要工作包括如下内容：首先，结合本文的研究背景，对课题的研究意义进行了相关探讨，并对国内外的研究现状和未来的发展趋势进行了综合研究。其次，介绍了ECT系统的组成

6、结构，对各个组成部分分别进行了分析，基于电容层析成像系统的数学模型和灵敏度分布函数，分析了ECT系统的基本原理，为逆问题的解决奠定了理论基础。再次，针对各类图像重建算法进行研究，综合分析每种算法的适用范围和优缺点。同时，综合考虑ECT系统及图像重建算法的特点，采用图像融合技术，应用主成分分析(PCA)与小波变换技术相结合对图像进行融合。最后，分析设计整体实验的各个部分，分别采用三种融合方法进行融合实验，即PCA变换、小波变换以及本文所提出的基于PCA与小波变换相结合的融合方法，并用平均加权算子及基于局部能量的融合规则，对分解后得到的低、高频区域分别进行融合处理。经对实

7、验结果分析可知，采用本文所提出的融合方法要优于典型的PCA及小波融合方法。关键词电容层析成像；图像重建；主成分分析；小波变换；图像融合-I-StudyonReconstructionImageFusionMethodforElectricalCapacitanceTomographySystemAbstractElectricalcapacitancetomographyistheprocessimagingtechnologies,itsprincipleistodetecttheobjectsinthepipeline,thecapacitanc