基于平面阵列电容成像无损检测系统的图像重建算法研究

发布时间：2023-06-06 20:18

　　平面阵列电容成像技术是近代以来发展的一种极具创新性的无损检测方法,其不仅具有电容层析技术(Electrical Capacitance Tomography,ECT)的非接触性、响应快速、测量精度高等特点,并且不会受到被测物材料特性和使用空间的限制,能够在不需要任何耦合介质的条件下实现对被测物的无损检测,极大地拓展了此技术的应用领域,为工业方面的缺陷检测提供了一种新的技术手段。为了提高平面阵列电容成像技术的检测精度,本文重点在图像重建算法方面做了深入研究,其主要研究内容在以下几个方面开展:首先,针对平面阵列电容成像系统易受到外界环境以及硬件条件限制的影响致使电容值出现误差的问题,本文提出了一种预先将电容数据模糊聚类优化的成像方法。根据平面阵列电极电容数据的特点,利用模糊聚类优化算法对测量电容值的收敛性以实现数据优化的作用。实验结果表明:图像重建结果所提优化算法可获得更加精确、有效的电容数据,最终图像重建精度与数据优化前相比具有较大提升。其次,为进一步降低外界环境对测量电容值的干扰,本文提出了一种改进的小波滤波成像方法,在这种方法中,首先改进了阈值选取方式,然后用改进阈值选取方式的小波滤...

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 常用复合材料缺陷无损检测方法发展现状
    1.3 电容层析成像技术研究现状
        1.3.1 电容层析成像技术的发展
        1.3.2 平面电容成像技术国内外发展现状
    1.4 论文研究内容及结构安排
第2章 平面阵列电容成像系统图像重建原理
    2.1 引言
    2.2 平面阵列电容成像系统方案
        2.2.1 平面阵列传感器设计及工作原理
        2.2.2 数据采集系统
    2.3 平面阵列电容成像系统数学模型
        2.3.1 平面阵列电容成像系统的正问题分析
        2.3.2 平面阵列电容成像系统的逆问题分析
    2.4 平面阵列电容成像系统检测原理
        2.4.1 平面阵列电容传感器感应原理
        2.4.2 平面阵列电容成像系统缺陷检测原理
    2.5 本章小结
第3章 基于数据预处理的图像重建算法
    3.1 引言
    3.2 基础图像重建算法分析
        3.2.1 Landweber算法
        3.2.2 Tikhonov正则化法
        3.2.3 卡尔曼滤波成像法
    3.3 模糊聚类优化算法在平面阵列电容成像中的应用
        3.3.1 模糊聚类优化算法数学模型
        3.3.2 模糊聚类优化算法对电容数据的预处理
    3.4 小波滤波算法在平面阵列电容成像中的应用
        3.4.1 小波滤波算法基本原理
        3.4.2 改进阈值选取方式的小波滤波算法
        3.4.3 改进的小波滤波算法对电容数据的预处理
    3.5 实验验证
        3.5.1 实验材料说明
        3.5.2 针对模糊聚类优化算法的仿真实验与分析
        3.5.3 针对小波滤波算法的仿真实验与分析
        3.5.4 实验结果评价及对比分析
    3.6 本章小结
第4章 一种基于小波融合的图像重建算法
    4.1 引言
    4.2 小波融合算法基本原理
    4.3 小波融合算法数学模型
    4.4 改进的小波融合规则
    4.5 实验验证分析
        4.5.1 实验材料样件说明
        4.5.2 缺陷样件模拟实验
        4.5.3 重建图像质量评价
    4.6 基于小波变换的图像重建方法
        4.6.1 小波变换成像算法在平面阵列电容成像系统中的应用
        4.6.2 实验验证分析
    4.7 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要研究成果
致谢



本文编号：3832155