ERT系統(tǒng)圖像重建算法研究與軟件優(yōu)化.pdf

1、自上個(gè)世紀(jì)八十年代電學(xué)層析成像技術(shù)(Electrical Tomograpy，ET)提出，在短短的三十年里，該技術(shù)得到了快速的發(fā)展。電學(xué)層析成像技術(shù)具有非侵入、可視化、無輻射、響應(yīng)速度快、設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡單以及低成本等優(yōu)點(diǎn)，在醫(yī)學(xué)臨床監(jiān)護(hù)應(yīng)用和工業(yè)油氣水多相流的測(cè)量等領(lǐng)域都具有十分廣闊的應(yīng)用前景。
　　 目前比較成熟的兩種ET技術(shù)是電容層析成像技術(shù)(Electrical CapacitanceTomography，ECT)和電阻層析成

2、像技術(shù)(Electrical Resistance Tomography，ERT)。電容層析成像技術(shù)適于測(cè)量以非導(dǎo)電性介質(zhì)為連續(xù)相的多相流，而電阻層析成像技術(shù)適用于測(cè)量以導(dǎo)電性介質(zhì)為連續(xù)相的多相流。盡管電學(xué)層析成像技術(shù)已經(jīng)飛速發(fā)展了幾十年，但該技術(shù)還存在著諸多問題：ET反問題的不適定性造成了ET重建圖像質(zhì)量偏低，反問題的求解需要性能更好的算法。同時(shí)ET軟件成像系統(tǒng)的設(shè)計(jì)非人性化，不易操作，且成像軟件功能單一。本文主要從電阻層析成像的圖像

3、重建算法和可視化軟件優(yōu)化兩方面進(jìn)行深入研究，主要工作和結(jié)論如下：
　　 一、ERT圖像重建算法研究
　　 本文第三章總結(jié)了非線性逆問題求解的常用算法，并將其推廣到電學(xué)層析成像的圖像重建。在共軛梯度法迭代算法基礎(chǔ)上提出下降速度更快的對(duì)稱共軛梯度算法，進(jìn)而提出一步穩(wěn)定圖像重建算法：基于QR分解的對(duì)稱共軛梯度算法，該算法具有較好的重建穩(wěn)定性和較高的實(shí)時(shí)性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，一步穩(wěn)定圖像重建算法可以保證重建圖像的實(shí)時(shí)性和魯棒性。

4、r>　　 二、工業(yè)電阻成像可視化軟件系統(tǒng)TJU-ERT-V的設(shè)計(jì)
　　 為了改善電阻層析成像技術(shù)在多相流測(cè)量中的應(yīng)用，設(shè)計(jì)并優(yōu)化了電阻層析成像軟件系統(tǒng)TJU-ERT-V。TJU-ERT-V在Visual C++6.0編程環(huán)境下，利用MFC和OpenGL工具開發(fā)的一套可用于在線檢測(cè)和離線分析的軟件系統(tǒng)。該軟件系統(tǒng)內(nèi)嵌了四種快速的圖像重建算法，包括靈敏度系數(shù)法、吉洪諾夫正則化方法、預(yù)迭代法和基于QR分解的對(duì)稱共軛梯度算法，可用于對(duì)