ECT的圖象重建正則化算法研究.pdf

1、電容層析成像技術(shù)是基于電容傳感機(jī)理的過(guò)程成像技術(shù)。它具有非侵入性、成本低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)時(shí)性好等優(yōu)點(diǎn)，可獲取過(guò)程參數(shù)的二維/三維圖像信息。研究報(bào)告顯示該項(xiàng)技術(shù)在工業(yè)過(guò)程檢測(cè)與控制中具有廣闊的應(yīng)用前景。 ECT圖像重建是一個(gè)離散不適定問(wèn)題，因此圖像重建算法有必要施加正則化和先驗(yàn)信息限制以保護(hù)解的唯一性和穩(wěn)定性。本文重點(diǎn)研究應(yīng)用正則化策略處理ECT圖像重建離散不適定問(wèn)題，主要完成工作如下： (1)利用奇異值分解和條件數(shù)等工具深

2、入分析了ECT離散不適定反問(wèn)題的不適定性及其對(duì)問(wèn)題解穩(wěn)定性的影響，針對(duì)ECT圖像重建的不適定型，應(yīng)用正則化方法。介紹了普遍應(yīng)用的幾種圖像重建正則化方法，通過(guò)仿真試驗(yàn)，對(duì)它們的圖像重建質(zhì)量進(jìn)行比較和分析，為進(jìn)一步提高正則化方法在ECT圖像重建中的有效性打下了基礎(chǔ)； (2)介紹了L-曲線法和廣義交叉驗(yàn)證(GCV)兩種流行的正則化參數(shù)計(jì)算方法，對(duì)它們的理論進(jìn)行了詳細(xì)推導(dǎo)，說(shuō)明了其理論上的合理性，并在仿真試驗(yàn)中應(yīng)用它們選擇正則化參數(shù)，結(jié)

3、果表明圖像重建質(zhì)量有所提高； (3)針對(duì)Landweber迭代方法收斂速度慢的問(wèn)題，采用預(yù)處理技術(shù)加快其收斂速度，使用ECT仿真數(shù)據(jù)和測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)預(yù)處理Landweber迭代方法的收斂速度和成像質(zhì)量進(jìn)行了評(píng)價(jià)，結(jié)果表明預(yù)處理Landweber迭代方法同未經(jīng)預(yù)處理的Landweber迭代方法相比只需較少的迭代次數(shù)就可以獲得較好的圖像重建結(jié)果； (4)針對(duì)CGLS迭代方法半收斂現(xiàn)象嚴(yán)重的問(wèn)題，采用預(yù)處理矩陣，使用ECT仿真數(shù)據(jù)