基于改进Landweber算法的ECT图像重建

电容层析成像(Electrical Capacitance Tomography,ECT)系统图像重建算法中,Landweber算法在重建图像质量及实时性方面取得较好的折衷,然而该算法针对不同的流型存在迭代步数差别较大及半收敛等问题。针对上述问题,通过同伦摄动方法推导出二阶迭代公式;并针对二阶迭代公式谱半径可能影响算法收敛的问题,通过添加约束因子以获得一种全收敛的改进Landweber算法。实验结果表明,改进算法在相对误差及相关系数上均优于原Landweber算法及其他对比算法,从而验证了改进算法的收敛性及有效性。     

基于改进Landweber算法的ETC图像重建

电容层析成像(Electrical Capacitance Tomography, ETC)系统图像重建算法中,Landweber算法在重建图像质量及实时性方面取得较好的折衷。然而该算法针对不同的流型存在迭代步数差别较大及半收敛等问题,针对上述问题,通过同伦摄动方法推导出二阶迭代公式,并针对二阶迭代公式谱半径可能影响算法收敛的问题,通过添加约束因子以获得一种全收敛的改 进Landweber算法。实验结果表明,改进算法在相对误差及相关系数上均优于原Landweber算法及其他对比算法,从而验证 改进算法的收敛性及有效性。     

基于SVM决策树的自适应相数ECT图像重建算法

在电容层析成像(ECT)技术的实际应用中,多相流是最普遍存在的流体类型,而被测场域中存在的介质种类常常是未知的。为了解决测量时出现多相流相数未知的情况,利用支持向量机（SVM）决策树算法在分类精度和分类速度上的优点,提出采用基于SVM决策树的电容层析成像图像重建算法对未知相数进行相数预测及图像重建。仿真结果表明,该算法能够实现多相流相数自适应,并提高图像重建精度。     

ECT图像重建算法的FPGA实现

支持向量机(SVM)在解决小样本,非线性及高维模式识别问题等方面有许多优势,但在处理大规模数据集时训练速度缓慢.针对以上问题提出了SVM学习算法硬件化的设计,它可以在保证向量机学习速度的同时,提高支持向量机的硬件资源利用效率.ECT图像重建实验结果表明,在不影响分类精度的情况下,硬件实现有效减少了运行时间,在一些实时性要求较高的场合该方法的优点将尤为明显.     

基于SVM的ECT图像重建算法研究与实现

在ECT系统中使用支持向量机处理采集到的数据集,当数据规模非常大时训练速度缓慢,支持向量机在处理ECT系统中采集到的大规模数据集时训练速度缓慢.针对该问题提出了一种适应于硬件实现的基于SVM的串行计算-并行传输模式,并用硬件描述语言在现场可编程逻辑门阵列(FPGA)上实现,同时给出了硬件系统的工作过程及总体结构.ECT图像重建实验结果表明,同软件实现相比,不仅提高了系统图像重建速度,还能保持较高的分类精度,并且表明FPGA在图像重建方面满足实时性要求,适用于图像重建系统.     

基于模拟退火粒子群优化算法的ECT图像重建方法研究

电容层析成像系统中,其反问题的“病态性”特点,导致传统图像重建算法的重建结果伪影现象严重。粒子群算法(Particles Swarm Optimization, PSO)作为智能算法的一种,具有易实现,收敛快等显著优点,缺点也很明显,即粒子易收敛于局部最优解。将模拟退火算法与粒子群搜索算法相结合,利用模拟退火算法中的概率突变能力,能够有一定概率跳出算法的局部最优解。设计了五种不同的典型流型并进行了仿真实验,利用所提算法与LBP算法、Tikhonov算法、Landweber迭代算法以及标准PSO算法分别对其进行了图像重建。仿真实验所得到的主观结果和客观数据均表明,所提算法可以有效减少重建图像中的伪影,明确图像形状,提高重建图像质量,使得图像重建结果更加接近原始流型。     

基于Kalman滤波的ECT图像重建算法

由于测量环境等因素的影响,实测数据往往带有噪声。为此,应用Kalman滤波算法进行电容层析成像（ ECT）系统图像重建,在归一化电容值中加入不同程度的噪声信号,利用噪声的统计特性进行测量值滤波,最终得到图像灰度值。在三种流型下与Landweber迭代算法进行了仿真比较,并在ECT实验装置上进行了静态实验。仿真与实验结果表明：Kalman滤波去噪效果优于Landweber迭代算法。     

基于改进果蝇优化算法的ECT图像重建方法

电容层析成像(ECT)的反问题具有严重的不适定性,因此经典算法的重建结果往往精度不足,并伴有很多伪影.为了提升重建图像质量,考虑将果蝇优化算法(Fruit Fly Optimization Algorithm,FOA)应用在ECT图像重建上.FOA作为群智能搜索算法,具有原理简单、参数设置少、容易实现等优点,但是容易陷...     

基于改进Landweber算法的静电传感器研究

由于静电层析成像信息量少且本身为严重病态导致图像重建分辨率很低,为了提高图像重建质量,提出了一种改进的Landweber图像重建算法.采用线性反投影(LBP)算法重构的图像作为Landweber 迭代算法的初始值,再以Landweber算法重构最终图像.仿真实验表明:采用改进的Landweber迭代算法较之单独使用LBP算法和Landweber算法有较好的成像效果,可提高成像精度,较准确地判断管道内电荷的分布情况.     

基于改进粒子群优化的电容层析成像图像重建算法

Landweber电容层析成像ECT图像重建算法与粒子群优化算法PSO结合后能够进一步提高成像质量,但标准粒子群优化算法用于图像重建优化时存在陷入局部最优的现象。针对该问题,提出一种基于改进粒子群优化结合Landweber算法的电容层析成像图像重建算法。新算法在Landweber算法的基础上加入改进的惯性权值指数衰减粒子群优化策略,通过增加以指数规律衰减的粒子速度更新公式的约束因子,以保证算法在开始阶段具有较强的全局寻优能力,而在后期具有较强的局部寻优能力,从而实现对Landweber算法初始重建结果的进一步优化,以提高重建图像的质量。为验证新算法的有效性,选取较典型的LBP、改进Tikhonov迭代算法及Landweber图像重建算法,完成了ECT图像重建的对比实验。仿真结果表明,相对于其他算法,对于常见的几种流型,新算法在重建图像的主观及客观质量方面均有明显提高。     

基于双循环改进landweber电容层析成像图像重建

针对电容层析成像(ECT)技术中反问题(即图像重建)的不适定性,以8电极电容层析成像系统为对象,在分析Landweber算法原理的基础上,根据Frozen Landweber 迭代法,将基于权重因子的landweber算法进行内外双循环,获得一种迭代次数较少、收敛速度较快、重建图像质量较佳的改进算法,并将改进算法应用于ECT图像重建。数值仿真结果表明,对各种流型,改进算法在重建图像的客观评价指标及主观效果上均有明显改善,且对初值具有不敏感性,体现其实际应用价值。     

一种基于遗传算法的电容成像图像重建方法

提出一种基于遗传算法的电容成像图像重建方法.该方法以线性反投影算法图像重建结果作为初始图像,选取Tikhonov正则化指标作为适应度函数,利用遗传算法对初始图像重新进行优化处理,选择能够更好反映管道中不同相介质所在位置的像素点,并确定这些像素点灰度值的最大最小值,最后根据最大值和最小值确定像素点的灰度值.该算法充分利用遗传算法对低维空间高效的搜索能力,避免了应用遗传算法直接求取各像素点的灰度值,具有较高的效率.数值计算结果表明该算法对两相流不同流型分布具有良好的适应性,与Landweber方法相比,能在更短的计算时间的情况下,取得更好的重建图像.     

电容层析成像图像重建的新算法

对采用RBF神经网络的8电极电容层析成像系统的图像重建的方法进行了探讨。该神经网络采用遗传算法结合传统的最近邻聚类方法进行学习。仿真实验结果表明,该方法的成像精度及成像实时性较好。     

电容层析成像系统图像重建算法的研究

本文利用Tikhonov正则化和奇异系统理论,分析了引起电容层析成像系统逆问题不适定性的根本原因是由于敏感场矩阵小奇异值的存在。针对一般Tikhonov正则化方法将所有的奇异值都采取同一正则化参数修正带来的误差,本文将小奇异值对应的项设定正则化参数,而舍去零奇异值对应向量,既减少了误差又加快了速度。例算结果表明,用本文方法重建图像,比其它如线性反投影算法(LBP)、Landweber迭代法及一般Tikhonov正则化算法,都有一定程度的改善。     

An Image Reconstruction Algorithm Based on the Regularized Minimax Estimation for Electrical Capacitance Tomography

Electrical capacitance tomography (ECT) is considered as a promising process tomography (PT) technology. Image reconstruction algorithms play an important role in the successful applications of ECT. In this paper, a generalized objective functional, which has been developed using the combinational minimax estimation and a generalized stabilizing functional, is proposed. The Newton algorithm is employed to solve the proposed objective functional. The algorithm is tested by the noise-free capacitance data and the noise-contaminated capacitance data, excellent numerical performances and good results are observed. In the cases considered in this paper, the quality of the reconstructed images is markedly improved, which indicates that the algorithm is successful in solving ECT inverse problem. At the same time, the reconstructed results derived from the noise-contaminated capacitance data indicate that the proposed algorithm is competent to treat with the inaccuracy in the capacitance data. As a result, a promising algorithm is introduced for ECT image reconstruction.     

电容层析技术中BP网络图象重建研究

介绍了电容层析技术的基本原理，研究了基于ＢＰ网络的电容层析成像方法，提出了成像的网络模型及其实现步骤，并给出了实验结果。结果表明该方法能够快速和较高精度地重建断层图象。     

电容层析技术对BP网络图象重建研究

介绍了电容层析技术的基本原理，研究了基于ＢＰ网络的电容层析成像方法，提出了成像的网络模型及其实现步骤，并给出了实验结果，结果表明该方法能够快速和较高精度地重建断层图象。     

基于最大熵电容成象图象重建算法的研究

针对电容层析成象图象重建算法存在的不足,充分考虑灵敏度和介质分布不均匀对图象重建质量的影响,利用信息熵的概念提出最大熵图象重建算法,实验表明,图象重建模型是可靠的,最大熵图象重建算法重建精度优于反投影算法,它具有简单快捷、实时笥好等优点,可实现图象的快速重建。     

电容层析成像系统三维图像重建的研究

探讨了电容层析成像(ECT)系统中利用二维断层图像进行三维表面重建并由三维图像求取两相流中离散相体积和观察其空间位置的方法。首先对二维断层图像序列进行轮廓抽取和细线化，然后进行轮廓匹配和轮廓插值并进行表面重建。初步的仿真结果表明，使用的三维重建算法简单、重建精度高、成像速率快。