一种基于期望最大化条件的电容层析成像图像重建算法

针对电容层析成像系统(electrical capacitance tomography,ECT)的"软场"效应和病态特性对重建图像精度的影响,同时在分析了成像算法和电容层析成像基本原理的基础上,提出了一种基于期望最大化电容层析成像图像重建算法(expectation maximization,EM),采用最大似然分析的方法对本文算法进行了证明和推导,算法的重建图像误差较小,并能满足收敛条件.仿真实验结果表明,该方法与CG算法、Tikhonov算法相比,在成像精度有明显提高,为ECT图像重建提供了一种新方法 .     

基于Broyden族校正的电容层析成像图像重建算法

为解决电容层析成像(ECT)图像重建中的"软场"效应和典型的病态问题,提出了一种采用Broyden族校正算法对电容层析成像系统进行图像重建的方法。基于对ECT系统基本原理的研究,推导出实现电容层析成像图像重建的Broyden族校正的数学模型,并采用归纳法分析了算法收敛性。对该算法应用于ECT上的可行性进行了探讨,该算法符合收敛条件且成像精度高。实验结果的数值表明Broyden族校正算法的重建图像效果非常理想,且成像质量优于SD、LBP、Landweber及CG算法,给ECT图像重建领域提供了一种有效的新方法。     

一种分解型Quasi-Newton电容层析成像图像重建算法

针对电容层析成像系统中的"软场"效应和病态问题,在分析电容层析成像和QuasiNewton算法原理的基础上,基于非线性最小二乘的成像原理,提出了一种新的分解型Quasi-Newton电容层析成像算法,推导出了求解ECT反问题的分解型拟牛顿图像重建算法放的计算步骤,同时利用信赖域公式对目标函数的Hessian矩阵进行校正.仿真实验表明,基于分解型拟牛顿方法具有可行性,对于基本流型该算法与LBP算法相比,具有成像质量高和边界均匀稳定的特点,为ECT图像重建的研究提供了一个新的思路.     

一种电容层析成像局部方差的图像融合方法

针对电容层析成像ECT(electrical capacitance tomography)系统的"软场"效应和病态特性及欠定性的影响,依据电容层析成像原理和成像算法的原理,提出一种基于局部方差的电容层析成像系统图像融合方法.该方法以线性反投影算法、共轭梯度算法和信赖域算法为图像重建基础,利用各个图像的互补特性,将重建图像进行小波分解后的高频分量和低频分量分别采用局部方差和加权平均融合规则融合,最后通过小波逆变换得到新的重建图像.仿真实验结果表明:融合后的图像精确度得到提高,误差变小,图像更接近原型,为ECT图像重建的研究提供了一个新的方法.     

一种基于禁忌搜索的电容层析成像图像重建算法

针对电容层析成像ECT(electrical capacitance tomography)系统中存在的"软场"效应和病态性问题,在分析电容层析成像原理和成像算法的基础上,提出一种基于禁忌搜索的电容层析成像图像重建算法.该方法将禁忌算法引用到ECT图像重建中,通过构造目标函数,设定邻域和禁忌表约束图像重建,以藐视准则和特设准则为条件将图像重建问题转换为寻找全局最优解问题,利用终止准则跳出禁忌搜索.通过MATLAB软件仿真,实验结果表明,得到的重建图像更接近原型,误差要比LBP算法小,图像质量更保真,为ECT图像重建提供一个新的方向.     

基于RBF神经网络的电容层析成像图像重建算法

针对目前电容层析成像系统图像重建分辨率不高,精确度低的问题,提出了一种新的采用RBF神经网络对电容层析成像系统进行图像重建的方法.该神经网络采用改进的自适应遗传算法,优化选取隐层神经元的中心和宽度,用Tikhnov正则化方法训练网络权值.12电极的电容层析成像系统的仿真实验结果表明,该方法能明显改善成像质量,成像精确度较好,证明了该方法的有效性.     

基于自适应权重粒子群的电容层析成像边界灰度补偿算法

电容层析成像图像重建是一个典型的病态问题,它的解是不稳定的.为了对这个不适定问题进行求解,在分析电容层析成像基本原理的基础上,提出了一种自适应权重粒子群的电容层析成像边界灰度补偿算法.该算法通过引入粒子群的平均绝对速度与理想速度,自适应调整粒子群优化算法中的参数,对成像后图像边界周围的灰度进行补偿.数值实验结果表明,同线性反投影和共轭梯度算法相比,进行边界灰度补偿后的图像兼备成像质量高、边界均匀稳定等优点,为ECT图像重建算法的研究提供了一个新思路.     

三项共轭梯度的电容层析成像图像重建算法

针对电容层析成像技术中的＂软场＂效应和病态问题,提出了一种三项共轭梯度的新电容层析成像算法.在分析电容层析成像基本原理的基础上,给出了三项共轭梯度法的迭代公式和计算步骤,并探讨了ECT应用该算法的可行性,算法满足收敛条件且重建图像误差小.仿真和实验结果表明,同LBP和普通共轭梯度算法相比,该算法兼备成像质量高、边界均匀稳定等优点.     

电容层析成像流型可视化系统研究

介绍了电容层析成像系统的工作原理,研制了一套高速数据采样基于交流法电容层析成像技术的两相流流型可视化系统,为解决电容层析成像技术在工业实用化过程中存在的一些问题,例如：系统的小型化设计,数据采集和传输的速度有等于提高,以及如何实现数据的远传等,提出模块化的系统结构,实现了电容层析成像系统的一体化设计,在有限元仿真的基础上,采用加权反投影图像重建算法以满足实时成像的速度要求,该电容层析成像流型可视化系统的成像速度在20幅／s以上,在数据通讯距离为50m的情况下,这套电容层析成像系统如实再现了试验回路中的各种流型和过渡流态。试验结果表明模块化设计是成功的。     

电容层析成像RBF神经网络图像重建算法的改进

RBF神经网络图像重建算法在电容层析成像系统中应用广泛,它较好地克服了ECT系统的软场特性、强非线性和不适定性,其成像时间和成像精确度比其他算法都有很多改善.本文从有限元场域剖分、数据归一化和神经网络输入层角度对该算法进行了相关改进.仿真实验结果证明,改进后的算法有着更好的成像时间和成像精确度.     

电容层析成像图像重建算法的研究

在分析电容层析成像基本原理和图像重建算法的基础上，提出了采用迭代代数方法对管道截面图像进行重建．针对迭代算法收敛速度慢、耗时多的缺点，对迭代算法进行了改进，使重建图像的速度和质量都有明显的提高．     

基于局部约束线性编码的单帧和多帧图像超分辨率重建

基于稀疏表示的超分辨率图像重建是当前典型的算法之一,引入约束性更强的局部约束线性编码(LLC:Locality-constrained Linear Coding)对其进行了改进。首先依据一个高分辨率图像集训练出成对的高分辨率和低分辨率词典,然后根据低分辨率词典对输入的低分辨率图像用LLC方法进行编码,再依据高分辨率词典及编码系数初步重建高分辨率图像,最后添加全局约束重建高分辨率图像,并将该算法推广到多帧图像超分辨率重建层面。分析和对多幅图像的实验结果都表明,新算法相对原算法不仅提高了图像重建的质量还降低了计算复杂度,取得了满意的效果。     

The Algorithm of Intelligent Compensation in Flexible Material Processing

1 Introduction Single-needle quiltingis a typical flexible material process which makes large ,strong third-di mension andcolorful patterns .It also has some process like suturing followthe track of prearranged purfle . Because of thematerial distortion,the practical track always offsets presetted onein highspeed quilting.All theseissues affectthe products’quality.Althoughthe compensatory algorithmis carried out for distortion and processingspeed,itstill can’t meet the requirement of high q…     

DSP在ECT系统图像重建中的应用

在电容层析成像系统(ECT)中，实时图像重建的速度是一个迫切需要解决的问题，而已有的算法也未能很好地提高重建图像的精度．消除图像重建中数值不稳定性的有效方法是正则化法．利用了基于能量约束的有约束最小二乘法来实现图像重建，由于该算法的计算量与速度最快的LBP算法相当，并用DSP来实现算法。因此。图像重建的速度和精度都得到了解决．     

压缩感知的天文图像去噪算法

针对压缩感知迭代收缩阈值算法在图像处理中存在收敛速度慢和去噪性能差的缺陷,提出了一种改进的高性能迭代收缩阈值天文图像去噪重建算法.首先,使用经典最速下降法中的BB线性搜索步长算子加快迭代收缩阈值算法的收敛速度;其次,为了进一步提高重构天文图像的质量,在传统Visu Shrink收缩阈值的基础上,提出一种下降Visu Shrink收缩阈值对图像信息进行筛选;由于阈值去噪方法在迭代重建的过程中会导致重建的图像中出现伪吉布斯效应,最后采用循环平移的方法在每次迭代过程中对获取的重建图像进行调整.多次的试验结果表明,与传统的压缩感知迭代收缩阈值算法相比,所提出的算法不仅能够获得较优的去噪性能和较快的收敛速度,同时可以有效地保护天文图像的特征和纹理等细节信息.此外,当选取的压缩采样比较低时,本算法也可以获得相对较高的峰值信噪比和视觉质量,进一步验证了本算法在天文图像去噪中的有效性.     

新预条件Gauss-Seidel迭代法及收敛性比较

针对Gauss-Seidel迭代法求解线性方程组,引入了一种新的预条件矩阵.当系数矩阵为广泛应用的M-矩阵时,给出了该预条件Gauss-Seidel迭代法与经典Gauss-Seidel迭代法的比较定理,其说明了新预条件Gauss-Seidel迭代法是收敛的且加速了经典Gauss-Seidel迭代法的收敛速率.证明了新预条件Gauss-Seidel迭代法优于已有预条件Gauss-Seidel迭代法.最后用一个数值例子来验证所得结论的有效性.     

Image reconstruction using an adaptive simultaneous algebraic reconstruction technique in computed tomography

The simultaneous algebraic reconstruction technique(SART) is a vintage algorithm for computed tomography(CT) image reconstruction, but it has many problems such as slow convergence speed, edge blur, and ringing effect. The relaxation parameter is an important factor affecting the performance of the algorithm, and we find that the edge region does not need the same relaxation factor as the uniform region, so an adaptive simultaneous algebraic reconstruction technique based on fuzzy entropy is proposed. After preliminary SART reconstruction, by quoting fuzzy entropy for edge detection of the reconstructed image which is used as prior information, a monotonous increasing function that defines the relaxation factor is constructed based on the neighborhoodhomogeneous measurement(NHM). Therefore, the proposed approach can select the relaxation factor adaptively by the local character of the image. Experimental results show that the new algorithm can solve the problem of edge blurring and suppress the ringing effect effectively in CT image reconstruction.     

基于Curvelet稀疏和共轭梯度法的压缩传感图像重构

压缩传感以低采样率、抗干扰性强等特点备受关注。在图像能够稀疏表示的先验条件下,可以通过较少的随机投影,就能对原始图像进行精确重构。本文将Curvelet阈值收缩和共轭梯度相结合进行压缩传感重构,克服了正交小波方向选择性差,传统重构算法需要内存大、收敛速度慢、重构图像的细节与平滑不能兼备的缺点。实验结果表明,该算法提高了重构图像的峰值信噪比,加快了收敛速度,平衡了图像的细节与平滑成分。     

图像重建算法中的窗函数研究

对广角扇束扫描模式下的图像重建算法进行了研究．在引入实验的七种典型窗函数中，有限带宽、三角形窗以及余弦窗是卷积窗函数比较理想的选择．在图像重建，选择有限带宽窗时有较好的空间分辨率，三角形窗时有较好的密度分辨率。选择余弦窗时是空间分辨率与密度分辨率两者的折衷；从窗函数的频谱角度考虑。可用于图像重建的一个良好的卷积窗函数应该具备以下条件：（1）最小的3dB带宽B，即最小的主瓣宽度；（2）最小的旁瓣最大峰值A；（3）最大的旁瓣峰值衰减速度D．通过实验，验证了基于窗函数的卷积反投影图像重建算法可以有效地提高重建图像的质量．