基于lp范数正则化的ECT图像重建算法研究
发布时间：2021-02-07 20:32
电容层析成像（Electrical Capacitance Tomography）是上个世纪80年代发展起来的一种用于工业管道检测的过程层析成像技术,由于其快速、安全、非侵入、无损害的特点已被应用于气液两相流空隙率测量、流型识别、气固两相流浓度分布测量、航空发动机滑油检测等多个领域。但是电容层析成像技术在反问题求解的过程中存在欠定性和病态性问题,导致解不唯一和求解过程不稳定,这两个问题始终制约着ECT技术的发展。压缩感知理论是一种寻找欠定线性系统的稀疏解技术,根据信号的稀疏性和可压缩性,可以利用少量信号实现采样信号的精确重构。本文通过将压缩感知理论运用到ECT的反问题当中,尝试解决ECT的欠定性问题,主要工作和结果如下:1.针对ECT系统灵敏度矩阵作为压缩感知观测矩阵不满足有限等距条件的问题,根据增大矩阵最小奇异值从而提升矩阵列独立性的思想,采用奇异值分解处理灵敏度矩阵,使用奇异值的平均值代替原来的奇异值,从而缩小灵敏度矩阵奇异值的范围,仿真实验表明,本文提出的矩阵变换算法能够提高矩阵的最小奇异值,用该算法优化后的观测矩阵重构的图像具有较高的精度。2.针对lp（0<p<1）...
【文章来源】：中国民航大学天津市
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 论文选题背景及意义
1.2 电容层析成像技术及压缩感知研究现状
1.2.1 ECT研究现状
1.2.2 压缩感知技术研究现状
1.3 论文完成的工作及创新点
1.4 本论文组织结构
第二章 ECT技术及压缩感知原理概述
2.1 ECT系统组成
2.2 电容层析成像的基本原理
2.2.1 ECT敏感场的数学描述
2.2.2 灵敏度分布函数及图像重建原理
2.2.3 ECT正逆问题
2.2.4 典型ECT图像重建算法
2.2.5 实验结果及分析
2.3 压缩感知基本理论
2.3.1 压缩感知理论框架
2.3.2 信号的稀疏表示
2.3.3 观测矩阵的设计
2.3.4 信号重构算法
2.4 本章小结
第三章 基于参数自适应压缩感知的ECT图像重建算法
3.1 压缩感知在ECT图像重建中的应用
3.1.1 ECT图像信号的稀疏化处理
3.1.2 基于SVD分解的ECT系统观测矩阵优化
3.1.3 基于CS理论的ECT图像重建算法
3.1.4 实验结果及分析
3.2 基于参数自适应的IRLS图像重建算法
p范数正则化的重构模型"> 3.2.1 基于lp范数正则化的重构模型
p范数正则化方法"> 3.2.2 自适应lp范数正则化方法
3.2.3 实验结果及分析
3.3 本章小结
第四章 基于自适应阈值迭代的ECT图像重建算法
p范数重构模型"> 4.1 改进的lp范数重构模型
4.2 阈值表示理论及算法设计
4.3 算法收敛性分析
4.4 实验结果及分析
4.5 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 总结
5.2 工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士期间科研说明
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种新的卷积神经网络的ECT图像重建算法[J]. 李兰英,孔银,陈德运. 哈尔滨理工大学学报. 2017(04)
[2]油气润滑测试系统中ECT软场效应研究[J]. 孙启国,杜超,陈超洲. 润滑与密封. 2017(07)
[3]航空发动机滑油磨粒在线监测[J]. 孙衍山,杨昊,佟海滨,张雯,曾周末. 仪器仪表学报. 2017(07)
[4]电学层析成像技术[J]. 王化祥. 自动化仪表. 2017(05)
[5]基于压缩感知与尺度不变特征变换的图像配准算法[J]. 杨飒,杨春玲. 光学学报. 2014(11)
[6]基于改进Runge-Kutta型landweber的电容层析成像图像重建算法[J]. 陈宇,陈德运. 电机与控制学报. 2014(07)
[7]基于压缩感知的ECT/CT双模融合系统成像方法[J]. 王琦,张荣华,王金海,王化祥. 仪器仪表学报. 2014(06)
[8]一种基于标签迁移学习的改进正则化奇异值分解推荐算法[J]. 方耀宁,郭云飞,丁雪涛,兰巨龙. 电子与信息学报. 2013(12)
[9]一种非均匀正则化的ECT重建方法[J]. 郭志恒,阚哲,邵富群,律德才. 仪器仪表学报. 2013(12)
[10]改进Landweber预迭代ERT图像重建算法[J]. 肖理庆,王化祥,厉丹. 中国电机工程学报. 2013(23)
博士论文
[1]电阻层析成像（ERT）技术及其在两相流检测中的应用[D]. 王湃.西安电子科技大学 2013
[2]基于电阻成像技术的水平管气液两相流研究[D]. 许燕斌.天津大学 2009
硕士论文
[1]油气润滑ECT成像系统关键技术的研究[D]. 杜超.北方工业大学 2017
[2]基于粒子群算法的Tikhonov正则化方法研究[D]. 魏巍.哈尔滨工业大学 2016
[3]粒子滤波与压缩感知在ECT中的应用研究[D]. 黄国兴.辽宁大学 2013
本文编号：3022784
【文章来源】：中国民航大学天津市
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 论文选题背景及意义
1.2 电容层析成像技术及压缩感知研究现状
1.2.1 ECT研究现状
1.2.2 压缩感知技术研究现状
1.3 论文完成的工作及创新点
1.4 本论文组织结构
第二章 ECT技术及压缩感知原理概述
2.1 ECT系统组成
2.2 电容层析成像的基本原理
2.2.1 ECT敏感场的数学描述
2.2.2 灵敏度分布函数及图像重建原理
2.2.3 ECT正逆问题
2.2.4 典型ECT图像重建算法
2.2.5 实验结果及分析
2.3 压缩感知基本理论
2.3.1 压缩感知理论框架
2.3.2 信号的稀疏表示
2.3.3 观测矩阵的设计
2.3.4 信号重构算法
2.4 本章小结
第三章 基于参数自适应压缩感知的ECT图像重建算法
3.1 压缩感知在ECT图像重建中的应用
3.1.1 ECT图像信号的稀疏化处理
3.1.2 基于SVD分解的ECT系统观测矩阵优化
3.1.3 基于CS理论的ECT图像重建算法
3.1.4 实验结果及分析
3.2 基于参数自适应的IRLS图像重建算法
p范数正则化的重构模型"> 3.2.1 基于lp范数正则化的重构模型
p范数正则化方法"> 3.2.2 自适应lp范数正则化方法
3.2.3 实验结果及分析
3.3 本章小结
第四章 基于自适应阈值迭代的ECT图像重建算法
p范数重构模型"> 4.1 改进的lp范数重构模型
4.2 阈值表示理论及算法设计
4.3 算法收敛性分析
4.4 实验结果及分析
4.5 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 总结
5.2 工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士期间科研说明
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种新的卷积神经网络的ECT图像重建算法[J]. 李兰英,孔银,陈德运. 哈尔滨理工大学学报. 2017(04)
[2]油气润滑测试系统中ECT软场效应研究[J]. 孙启国,杜超,陈超洲. 润滑与密封. 2017(07)
[3]航空发动机滑油磨粒在线监测[J]. 孙衍山,杨昊,佟海滨,张雯,曾周末. 仪器仪表学报. 2017(07)
[4]电学层析成像技术[J]. 王化祥. 自动化仪表. 2017(05)
[5]基于压缩感知与尺度不变特征变换的图像配准算法[J]. 杨飒,杨春玲. 光学学报. 2014(11)
[6]基于改进Runge-Kutta型landweber的电容层析成像图像重建算法[J]. 陈宇,陈德运. 电机与控制学报. 2014(07)
[7]基于压缩感知的ECT/CT双模融合系统成像方法[J]. 王琦,张荣华,王金海,王化祥. 仪器仪表学报. 2014(06)
[8]一种基于标签迁移学习的改进正则化奇异值分解推荐算法[J]. 方耀宁,郭云飞,丁雪涛,兰巨龙. 电子与信息学报. 2013(12)
[9]一种非均匀正则化的ECT重建方法[J]. 郭志恒,阚哲,邵富群,律德才. 仪器仪表学报. 2013(12)
[10]改进Landweber预迭代ERT图像重建算法[J]. 肖理庆,王化祥,厉丹. 中国电机工程学报. 2013(23)
博士论文
[1]电阻层析成像（ERT）技术及其在两相流检测中的应用[D]. 王湃.西安电子科技大学 2013
[2]基于电阻成像技术的水平管气液两相流研究[D]. 许燕斌.天津大学 2009
硕士论文
[1]油气润滑ECT成像系统关键技术的研究[D]. 杜超.北方工业大学 2017
[2]基于粒子群算法的Tikhonov正则化方法研究[D]. 魏巍.哈尔滨工业大学 2016
[3]粒子滤波与压缩感知在ECT中的应用研究[D]. 黄国兴.辽宁大学 2013
本文编号：3022784
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/shengwushengchang/3022784.html
最近更新
教材专著
