基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的電容層析成像圖像重建算法.pdf

1、過(guò)程層析成像（PT）技術(shù)是近年來(lái)飛速發(fā)展起來(lái)的一門新技術(shù)，該技術(shù)在解決多相流檢測(cè)問(wèn)題上具有巨大的發(fā)展?jié)摿蛷V闊的工業(yè)應(yīng)用前景。電容層析成像（ECT）作為一種應(yīng)用在多相流在線監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的層析成像（PT）技術(shù)具有非侵入，無(wú)輻射，應(yīng)用部署簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。在化工、石油、煉油、冶金、電力、輕工、環(huán)保及核能等國(guó)民經(jīng)濟(jì)行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用前景，是近些年來(lái)國(guó)內(nèi)外發(fā)展最快并且關(guān)注程度最高的一種PT技術(shù)。 圖像重建算法是ECT系統(tǒng)研究的關(guān)鍵技術(shù)，是改善圖

2、像重建質(zhì)量的重要因素。圖像重建是通過(guò)有限個(gè)電容測(cè)量值去重建介質(zhì)在檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的介電常數(shù)分布圖，即求成像區(qū)域內(nèi)各象素的灰度值，是一個(gè)非線性、不適定的逆問(wèn)題。 本文討論了應(yīng)用在ECT圖像重建中的傳統(tǒng)線性算法的求解局限性，介紹了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法在ECT圖像重建中的應(yīng)用。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)出色的非線性映射能力和聯(lián)想記憶功能可以較好的解決ECT中電容測(cè)量值遠(yuǎn)小于圖像像素點(diǎn)灰度值這一不適定問(wèn)題，用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法求解電容層析中的反演問(wèn)題顯示了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在此領(lǐng)域中

3、廣闊的應(yīng)用前景。本文選擇BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的代表應(yīng)用在ECT圖像重建算法之中，在闡述BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本原理的基礎(chǔ)上，研究了基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的圖像重建方法。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種局部逼近的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，理論上只要足夠多的神經(jīng)元，BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)就可以逼近任意精度的連續(xù)函數(shù)?；贐P神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的重建圖像方法實(shí)質(zhì)是用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立電容測(cè)量值到圖像灰度值的映射關(guān)系模型。 本文在BP網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上對(duì)BP網(wǎng)絡(luò)算法進(jìn)行改進(jìn)，使得收斂速度得到進(jìn)一步加強(qiáng)