基于压缩感知的电容层析成像图像重建算法研究

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1、工学硕士学位论文基于压缩感知的电容层析成像图像重建算法研究张云龙哈尔滨理工大学2016年3月国内图书分类号：TP391.4工学硕士学位论文基于压缩感知的电容层析成像图像重建算法研究硕士研究生：张云龙导师：陈德运申请学位级别：工学硕士学科、专业：计算机科学与技术所在单位：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：TP391.4DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringResearchonImageRe

2、constructionAlgorithmBasedonCompressedSensingforElectricalCapacitanceTomographyCandidate：ZhangYunlongSupervisor：ChenDeyunAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：ComputerScienceandTechnologyDateofOralExamination：March,2016University：HarbinUn

3、iversityofScienceandTechnology哈尔滨理工大学硕±学位论文原创性声明？木人郑重声明：此处所提交的硕上学位论文《莫于压缩據知的电择廣析成像图像重连算法研究》，是本人在导师巧导Ｔ，在哈尔滨理工乂学攻巧硕十学化。。巧明部分外小期问独立进行研究工作所取得的成果据本人所知，论义中除包含他人己发巧或撰写过的研巧成巧。对本义硏究了作做出贡献的个人和集体，均Ｑ在文中臥明确方式注明。木声明的法律结巧巧完全由本人承担。作者签名￡＾：刖月：又《年多月＞ｎ＾１＾哈尔

4、滨理工大学硕±学位论文使用授权书《基于压缩感知的电巧层析成像图像里建算法硏兒》系本人化哈尔滨理工人学攻读硕±学位期间在导师指导下完成的硕±学位论文。本论义的研兜成巧归。哈尔滨理工大学所巧，本论文的研巧内容不得Ｗ其化单位的名文发表本人完全了解哈尔滨理工大学关于保巧，同意、化用学位论文的规足学校保留并向巧。乂部口提交论文和电子版本，允许论丈被巧阅和借阅本人授权哈尔滨理工大■、缩印或其他复制手段保存论文学可ｙ采化影印，可Ｗ公布论丈的今部或部分内容。木学化论文屆于保密，巧年解

5、密后巧用授权书。［□不保密。（靖在叱ｈ相应方框内打Ｖ）：作巧签名看旅日期：方年日緣多＝月兴＂口：日期ｆｉ）削巾镇４＾：如年弓月多口基于压缩感知的电容层析成像图像重建算法研究摘要电容层析成像技术(ElectricalCapacitanceTomography，ECT)主要具有响应快、非侵入和成本低等优点。作为过程成像技术的一种，其原理是被测物质介电常数分布可由围绕在其周围的电极板间电容值来确定。ECT图像重建技术主要应用于对两相流的介电常数分布状况进行图像重建，为系统的优化设

6、计以及在线检测提供了一种新的方式。在对相关文献进行深入研究的基础上，分析和总结了ECT图像重建的基础理论与数学模型，结合压缩感知理论与期望最大化算法的基本思想，主要完成了以下一些工作内容：首先，阐述了本论文的研究意义和研究背景，剖析了ECT技术领域的研究现状，分析了其未来的发展趋势，简述了主要的研究内容。其次，分析了ECT系统的组成结构以及其数学模型等相关理论，介绍了压缩感知相关技术，对后面新方法探索做了充足的准备。再次，阐述了ECT反问题的理论思想以及ECT图像重建的准则，对常用的ECT图像重建算法进

7、行了描述。在分析常用算法的基础上，提出了基于期望最大化的ECT图像重建算法，改善了成像的质量。最后，先阐述了传统ECT图像融合技术，结合该技术引出了压缩感知域内ECT图像融合方法，介绍压缩感知域内ECT图像融合的原理，阐述了融合规则选择的依据。随后对进行融合的源图像经过稀疏化处理，按照压缩感知域内ECT图像融合的步骤进行实验，证实了本文的融合方法与传统方法相比，在数据量的处理上显著减少，实现了ECT图像重建技术新突破。关键词电容层析成像；图像融合算法；期望最大化算法；压缩感知-I-ResearchonI

8、mageReconstructionAlgorithmBasedonCompressedSensingforElectricalCapacitanceTomographyAbstractElectricalcapacitancetomography(ECT)whichisnon-intrusivemainlyhasadvantagessuchasquickresponseandlowcost.Asakindofprocessimagingt