论文部分内容阅读
电学层析成像技术是一种非侵入可视化测量技术，由于该技术具有响应快、无损伤、成本低廉等优点，在医学临床监护和工业多相流检测等领域具有广阔的前景。本课题主要对电学成像的图像重建算法、电极优化及气固两相流的流动参数测量展开讨论，本文的主要工作及结果简单总结如下：1、在深入讨论图像成像算法的基础上，提出一种基于三维模型的改进正则化的电阻成像算法（HTIK）。针对迭代Tikhonov算法系数选择问题，提出基于同伦映射的方法，并利用非线性函Sigmoid调节正则化参数，以获得的图像灰度值作为迭代Tikhonov法的初始值进行迭代，重建敏感场图像。仿真及实验结果表明，该方法有效地改进了电阻层析成像的成像质量。2、为提高电学成像系统重建图像质量，提出基于图像融合的电学成像方法。通过电磁场有限元仿真软件COMSOL构建ECT传感器模型进行仿真研究，分别通过共轭梯度算法和奇异值分解算法重建图像，运用基于小波变换的图像融合方法对图像进行处理。仿真及实验结果表明该方法有效改进了ECT成像质量。然后用COMSOL建立ERT模型，运用小波融合算法进行融合，经过仿真和实验证明该方法可以提高ERT成像质量。3、为了估计电极数与成像质量之间的关系，通过COMSOL分别建立4、8、12、16、20、24、28个电极的电阻层析成像的三维模型，然后分别通过Landweber算法、共轭梯度算法和截断奇异值算法进行成像仿真。通过结果对比表明，12个电极的三维电阻层析成像模型为最佳选择。4、将主成分分析方法应用于气固两相流的测量中。首先为了对电学成像的仿真图像进行识别，提出了一种基于PCA的2D流型图像的特征提取方法。然后提出基于PCA的气力输送中脉动流的识别方法。通过与共轭梯度算法所成图像进行对比，证明该方法可以测量管道中的脉动流。最后提出一种基于PCA的ECT相关测速新方法。将ECT上下截面得到的原始数据运用PCA进行处理，运用相关原理，对水平管道中的粉煤灰进行流速测量。