ET圖像重建算法對(duì)比分析及三維重建研究.pdf

1、電學(xué)層析成像(Electrical Tomography，ET)技術(shù)是過程層析成像技術(shù)的重要分支，適用于多相流、兩相流流動(dòng)過程的檢測(cè)與控制，在工業(yè)測(cè)量、醫(yī)學(xué)成像、石油化工等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛且發(fā)展前景良好。隨著工業(yè)的發(fā)展，對(duì)電學(xué)層析成像技術(shù)的成像精度和成像速度要求越來越高，但由于ET技術(shù)的反問題求解存在嚴(yán)重的病態(tài)性和欠定性，現(xiàn)有的圖像重建算法均不能很好的滿足工業(yè)上參數(shù)控制的要求，且為了獲取被測(cè)物的三維信息，三維圖像重建也是很有必要的。本文從E

2、T系統(tǒng)的原理和數(shù)學(xué)基礎(chǔ)出發(fā)，分析對(duì)比了已有的二維圖像重建算法在成像精度、成像速度和實(shí)時(shí)性等方面的優(yōu)劣，并進(jìn)一步提出一種基于聚類技術(shù)的三維重建方法。
　　 在本論文中，作者主要完成了以下三方面的工作：
　　 (1)本文闡述了靈敏度系數(shù)法、線性反投影法、Tikhonov正則化法、Landweber迭代法、基于Landweber的預(yù)迭代法、Newton-Raphson算法、代數(shù)重建算法、共軛梯度法和Tikhonov正則化的共軛

3、梯度法等常用的圖像處理方法的原理，在此基礎(chǔ)上，通過實(shí)驗(yàn)仿真，對(duì)各類算法從成像速度、重建圖像與原始圖像的相關(guān)系數(shù)、相對(duì)誤差、目標(biāo)函數(shù)終值和收斂速度等方面展開比較與分析，總結(jié)各算法在成像精度、計(jì)算量、成像速度和實(shí)時(shí)性方面的優(yōu)劣，為評(píng)價(jià)圖像重建方法建立了基礎(chǔ)。
　　 (2)本文使用OPTICS聚類算法實(shí)現(xiàn)各圖像重建算法求得的圖像灰度矩陣中類結(jié)構(gòu)的可視化，從聚類的角度分析各算法的圖像重建結(jié)果。為評(píng)價(jià)圖像重建算法提供了一種新的思路。