基于新型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的ECT圖像重建算法的研究.pdf

1、電容層析成像技術(shù)(Electrical Capacitance Tomography,ECT)在不破壞以及不干擾被測(cè)物場(chǎng)的基礎(chǔ)上,通過電容測(cè)量值重建出管道或容器內(nèi)部相異介電常數(shù)的空間分布狀況。它具有低成本、非侵入等優(yōu)點(diǎn),在多相流檢測(cè)領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊。作為ECT系統(tǒng)研究的關(guān)鍵技術(shù),圖像重建算法的好壞直接關(guān)系著重建圖像的質(zhì)量和速度。本文是在基于傳感器結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化的基礎(chǔ)上對(duì)圖像重建算法進(jìn)行了較深入的研究,主要完成了以下工作:
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2、.深入研究了電容層析成像系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)和系統(tǒng)組成,從理論上分析ECT技術(shù)的工作原理,對(duì)其未來的發(fā)展做了宏觀上的展望。通過分析電容層析成像系統(tǒng)的特點(diǎn),給出了代數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法在電阻層析成像系統(tǒng)圖像重建中的優(yōu)勢(shì)；
　　 2.以12電極電容層析成像系統(tǒng)為研究對(duì)象,分別采用Matlab和ANSYS軟件編程獲得各種結(jié)構(gòu)參數(shù)的計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析各種結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)電容傳感器性能的影響。
　　 3.對(duì)目前存在的幾種典型圖

3、像重建算法進(jìn)行了深入研究,針對(duì)圖像重建算法的欠定性問題,提出將一種新型的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)圖像重建算法運(yùn)用到電容層析成像系統(tǒng)的圖像重建過程中,并對(duì)該方法進(jìn)行改進(jìn),將整個(gè)敏感場(chǎng)分布劃分為六個(gè)子系統(tǒng),劃分后的網(wǎng)絡(luò)降低了原始網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模,在算法的訓(xùn)練速度和成像質(zhì)量特別是在流型辨識(shí)等方面有了顯著的提高。
　　 4.設(shè)計(jì)了ECT圖像重建仿真系統(tǒng)軟件,利用該軟件可以方便地設(shè)置圓形管道、傳感器以及流型分布的各項(xiàng)參數(shù),對(duì)不同參數(shù)情況下的系統(tǒng)環(huán)境進(jìn)行快速圖像