EIT稀疏成像方法研究.pdf

1、獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)卜進(jìn)行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝之處外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得云洼三些太堂或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我‘同L作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均己在淪文中作r明確的說明并表示了謝意。學(xué)位論文作者簽名：辛巧17斗簽字日期：。肜年亨月2門學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解丞洼王些態(tài)堂有關(guān)保留、使用學(xué)位淪

2、文的規(guī)定。特授權(quán)天津工業(yè)大學(xué)口J以將學(xué)位論文的全部或部分r4容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行榆索，并采用影剛、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編以供查閱和借閱。I—J意學(xué)校向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤。(保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)說明)學(xué)位論文作者簽名：棲尸簽字日期：2。膨年Z月2日導(dǎo)師簽名簽字口期：Zoldm孑月乙LI摘要電阻抗成像(ElectricalImpedanceTomography，EIT)技術(shù)是ERT和ECT的統(tǒng)稱。它

3、根據(jù)敏感場內(nèi)的不同介質(zhì)具有不同的電特性(復(fù)導(dǎo)納)的特點(diǎn)，由傳感器采集敏感場表面電位信息，推斷出敏感場內(nèi)物體的阻抗分布，并借助圖像重構(gòu)算法重現(xiàn)敏感場內(nèi)某一截面上的介質(zhì)分布情況。EIT技術(shù)以其成像速度快、成本低、非侵入式、無損測量等優(yōu)點(diǎn)，在醫(yī)療診斷、地球物理探測、管道工業(yè)等方面都有著潛在的運(yùn)用前景，該項(xiàng)技術(shù)也因此得到快速發(fā)展。EIT逆問題具有病態(tài)性，對現(xiàn)有求解算法來說要想增加獲得的信息量，就只能通過增加傳感器的方式，但是這也會(huì)導(dǎo)致計(jì)算量的迅

4、速增長。近年提出的壓縮傳感理論證明了當(dāng)信號本身具有某些特性且采樣矩陣滿足一定條件時(shí)，可以從高度不完整的觀測數(shù)據(jù)中近似甚至完全恢復(fù)原始信號。這樣就突破了傳統(tǒng)香農(nóng)采樣定理的瓶頸。本文所做工作主要在考慮了以上因素的基礎(chǔ)上，為了擴(kuò)展EIT技術(shù)的應(yīng)用場景，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一套基于嵌入式Cortex—A9平臺的EIT系統(tǒng)。本文完成的主要工作有：(1)完成實(shí)驗(yàn)平臺軟、硬件環(huán)境的搭建。硬件部分包括信號處理的電路(儀表運(yùn)放、有效值計(jì)算、A／D轉(zhuǎn)換、模擬開關(guān)陣

5、列)，激勵(lì)所需要的恒流源電路和相關(guān)電源電路等；軟件平臺部分，主要包括對運(yùn)行在CortexA9平臺上基于Linux3，036內(nèi)核的Lubuntu系統(tǒng)內(nèi)核的配置和開發(fā)所需要的Python27環(huán)境及其相關(guān)庫的配置。(2)利用EIT技術(shù)和壓縮傳感理論的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了成像系統(tǒng)方案，給出了幾種數(shù)據(jù)稀疏化方法的仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果和本文EIT重建方法的數(shù)學(xué)模型。(3)采用離散小波變換的方法在所搭建的實(shí)驗(yàn)平臺上完成稀疏化重建實(shí)驗(yàn)。并對不同數(shù)目、形狀、高度的對象進(jìn)