電容層析成像敏感場分布與圖像重建算法的研究的開題報告

電容層析成像敏感場分布與圖像重建算法的研究的開題報告一、選題背景及研究意義電容層析成像(CapacitanceTomography,CT)是一種非侵入式的流體成像技術(shù)，它利用電容傳感器測量介質(zhì)在管道內(nèi)的分布情況，以重構(gòu)介質(zhì)的生成物流體圖像。由于其成像無損、高精度、低成本、實時性強(qiáng)等特點，在化工、環(huán)保、電力、食品等諸多領(lǐng)域中發(fā)揮著重要的作用。然而，其離線信號采集和圖像重建算法對choudan數(shù)據(jù)的處理速度較慢的問題成為了電容層析成像技術(shù)改進(jìn)的重要方向。隨著計算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，圖像處理算法的實時性逐漸得到解決。但是在電容層析成像中，由于介質(zhì)分布呈現(xiàn)非線性分布，從而導(dǎo)致感應(yīng)信號分布也是高度非線性的，進(jìn)而員工增加了電容層析成像圖像重建算法的難度。因此，研究電容層析成像的敏感場分布及圖像重建算法，對于提高電容層析成像的成像精度和實時性具有重要意義。二、研究內(nèi)容本文的主要研究內(nèi)容為：1.研究電容層析成像的敏感場分布規(guī)律；2.分析電容層析成像的圖像重建算法，并提出基于先驗信息的改進(jìn)算法；3.利用數(shù)值仿真和實驗驗證算法的可行性和有效性。三、研究方法1.理論研究：通過對電容層析成像的物理原理及相關(guān)理論的研究，建立敏感場分布的數(shù)學(xué)模型；2.算法設(shè)計：基于理論研究，設(shè)計基于先驗信息的電容層析成像圖像重建算法；3.數(shù)值仿真與實驗：利用Fluent軟件進(jìn)行數(shù)值仿真，以驗證算法的可行性；利用自行開發(fā)的電容層析成像系統(tǒng)進(jìn)行實驗，驗證算法的有效性。四、預(yù)期成果1.電容層析成像的敏感場分布規(guī)律的深入研究和分析；2.提出基于先驗信息的電容層析成像圖像重建算法；3.數(shù)值仿真和實驗驗證算法的可行性和有效性。五、研究時間安排第一年：1.理論研究及敏感場分布數(shù)學(xué)模型建立；2.基于最小二乘法的傳統(tǒng)圖像重建算法設(shè)計及仿真；3.實驗數(shù)據(jù)采集方法研究。第二年：1.基于先驗信息的改進(jìn)電容層析成像圖像重建算法設(shè)計；2.數(shù)值仿真及實驗數(shù)據(jù)分析；3.算法精度和實時性評估。第三年：1.算法性能優(yōu)化及實時應(yīng)用測試；2.最終報告撰寫和答辯準(zhǔn)備。六、參考文獻(xiàn)[1]王立華,王瑞滋,范建忠.電容層析成像技術(shù)研究進(jìn)展及其應(yīng)用[J].物理學(xué)進(jìn)展,2016(12):028701.[2]張濤,陳發(fā)明,王裕發(fā).基于電容層析成像技術(shù)的氣固兩相流分布特性[J].流體工程,2016,45(12):23-28.[3]鄭喬武,章書敏,孔祥賢.基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的電容層析成像傳感器智能識別與分類研究[J].傳感器與微系統(tǒng),2018,37(3):18-22.[4]張斌,劉志強(qiáng),王留貴.基于壓縮感知的電容層析成像圖像重建算法研究[J].傳感技術(shù)學(xué)報,2016,29(8):1162-1169.[5]郭靜,