电容电阻复合成像系统敏感场特性分析及重建研究

摘要

本文对复合成像系统中两个子系统(电容层析成像系统和电阻层析成像系统的原理、敏感场电磁特性、图像重建算法、图像融合算法等关键技术做了较为深入的研究。主要完成了以下工作： 1.对ECT和ERT系统的基本原理、系统构成、基本特点和应用范围进行了较为详尽的分析，阐述了电容电阻复合成像技术独特的优点以及在煮糖过程中可视化监测应用的可行性。 2.建立了基于MATLAB平台的电容电阻复合成像系统有限元分析软件包。 3.建立起一套完整的ECT和ERT系统敏感场有限元模型，用仿真的方法对此模型进行了检验。并详细分析了ECT和ERT系统中的敏感场的电磁特性。 4.通过对目前几种常用的ECT和ERT系统的图像重建算法进行了研究，分析比较各种算法的性能，指出各种算法的适用范围，得出LBP算法仍为在线检测中一种合适的算法。并且在所重建的反映媒质分布的灰度图上进行了改进，使之能够在立体空间中反映其特征参数，直观性更好，更便于观察。 5.初步探讨了电容电阻复合成像系统中图像融合算法。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1电容电阻复合成像系统在煮糖过程的应用

1.1.1煮糖过程的检测技术现状

1.1.2电容电阻复合成像系统简介

1.2 ECT与ERT技术综述

1.2.1 ECT和ERT技术的基本原理：Radon变换及其逆变换

1.2.2 ERT和ECT系统结构

1.2.3应用现状

1.2.4主要问题

1.3本文主要工作

第二章ECT和ERT敏感场有限元仿真

2.1仿真研究的必要性

2.2有限元法基本原理与编程实现

2.3有限元数学模型的建立

2.3.1 ERT有限元模型的推导

2.3.2 ECT有限元模型的推导

2.4有限元模型的检验

第三章ERT与ECT敏感场电磁特性分析

3.1 ERT敏感场电磁特性研究

3.1.1电极数目不同时敏感场电磁特性分析

3.1.2单元形状不同时敏感场电磁特性分析

3.1.3剖分网格数目不同时敏感场电磁特性分析

3.2 ECT电磁特性研究

3.2.1 ECT系统的灵敏度分布

3.2.2测量极板数目不同时敏感场电磁特性分析

3.2.3极板张角θ不同时敏感场电磁特性分析

3.2.4其它因素影响

第四章ECT和ERT图像重建算法及图像融合的研究

4.1图像重建算法研究的意义

4.2 ECT与ERT系统的常用图像重建算法

4.2.1等位线反投影重建算法

4.2.2灵敏度系数重建算法

4.2.3迭代算法

4.2.4重建效果比较

4.3适用于电容电阻复合成像系统的图像融合技术

4.3.1图像融合原理、应用范围、方法

4.3.2像素级图像融合

4.3.3融合前后的图像质量比较

第五章电容电阻复合成像系统软件设计

5.1电容电阻复合成像系统软件功能模块简介

5.2核心模块介绍

5.2.1敏感场有限元剖分界面

5.2.2敏感场计算界面

5.2.3图像重建和图像融合界面

第六章总结与展望

参考文献

致 谢

攻读硕士学位期间已发表和录用的文章及参与的科研项目