ET圖像的三維重建.pdf

1、近年來(lái),隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人類社會(huì)的進(jìn)步,無(wú)論是工業(yè)領(lǐng)域還是醫(yī)學(xué)領(lǐng)域都對(duì)檢測(cè)技術(shù)提出了更高的要求。電學(xué)層析成像(ET)作為時(shí)下檢測(cè)方面的重要技術(shù)，目前在二維檢測(cè)方面已經(jīng)得到長(zhǎng)足發(fā)展，取得了諸多成果。但工業(yè)的發(fā)展促使ET技術(shù)的研究領(lǐng)域逐漸轉(zhuǎn)向三維空間,實(shí)現(xiàn)三維信息的檢測(cè)并加以可視化成為新的研究熱點(diǎn)。目前已經(jīng)有許多高效且穩(wěn)定的三維重建算法在醫(yī)學(xué)、化學(xué)、生物等方面得到應(yīng)用,然而考慮到ET測(cè)量數(shù)據(jù)具有非確定性、病態(tài)性、“軟場(chǎng)效應(yīng)”等特點(diǎn),目前

2、在電學(xué)層析成像領(lǐng)域還沒(méi)有一個(gè)十分有效的三維重建算法。
　　針對(duì)ET領(lǐng)域的三維重建技術(shù),本文主要做了以下三個(gè)方面的工作:
　　1)三維重建需要考慮兩個(gè)重要因素,即實(shí)時(shí)性和成像效果。為了充分利用現(xiàn)有ET技術(shù)的成果,在現(xiàn)有二維技術(shù)的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)三維算法，作者利用有限元仿真軟件COMSOL Multiphysics3.4實(shí)現(xiàn)了三維仿真建模，探討了一種ET帶有漏電流環(huán)的仿真模型對(duì)提高重構(gòu)效果的實(shí)際意義。并對(duì)現(xiàn)有ET重建算法的三維適用性，

3、從實(shí)時(shí)性、成像效果等方面進(jìn)行了綜合對(duì)比分析,從而選擇出相對(duì)較為適用的共軛梯度法和模糊聚類算法。
　　2)根據(jù)ET系統(tǒng)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種三維傳感器陣列，并分析了電極大小和陣列間隔對(duì)于測(cè)量數(shù)據(jù)的影響。
　　3)針對(duì)ET系統(tǒng),提出一種基于插值圖像的三維重建方法,在充分利用現(xiàn)有二維重建算法成果的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)三維圖像的重建。在本文中詳述了其原理和過(guò)程,對(duì)于其中關(guān)鍵步驟插值圖像的生成,利用基于f-FCM尋找聚類原心,然后根據(jù)隸屬度回抹灰度值