電容層析成像三維圖像可視化技術研究.pdf

1、兩相流參數檢測對工業(yè)生產和科學研究有重要意義。電容層析成像(ECT)技術是一種基于電容敏感機理的過程層析成像(PT)技術，可實時提供封閉管道、容器等過程設備內物場運動狀態(tài)的二/三維可視化信息，具有非侵入、響應速度快、結構簡單、安全性能好、成本低等優(yōu)點，是一種在石油、化工等領域很有發(fā)展前景的PT技術。 本文研究的ECT系統(tǒng)三維圖像可視化以二維重建圖像為基礎，對二維圖像重建有高精度和高速度的要求。Landweber迭代由于其優(yōu)良性能

2、是目前使用最廣泛的ECT迭代圖像重建算法。本文對Landweber迭代算法的改進算法—Landweber迭代修正算法和Landweber迭代單步算法進行了仿真研究。重建結果表明與傳統(tǒng)的Landweber迭代算法相比，Landweber迭代修正算法在較少的迭代次數下實現較高的圖像精度。而Landweber迭代單步算法圖像重建質量接近于迭代算法，速度與LBP相當，適合于在線重建。 在二維圖像重建研究基礎上，結合ECT技術特點，對基于

3、斷層的三維圖像重建方法進行了分析與研究。參考醫(yī)學圖像三維重建的方法，分別采用輪廓拼接法和MC(Marching Cubes)算法進行了ECT系統(tǒng)的三維圖像重建。輪廓拼接法中采用一種簡單快速的直接對二值圖像進行相關運算法提取二維斷層圖像序列輪廓；基于角度的方法進行輪廓點匹配；B樣條曲線實現層間插值；最短對角線法進行三角片表面重建。MC算法是基于規(guī)則體數據抽取等值面的算法，本文討論了剖分立方體構造等值面的原理，分析了存在的問題。重建結果表明