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19 篇 学位论文
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主题

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2 篇 可调谐激光吸收光...
2 篇 tdlas
2 篇 浓度场重建
2 篇 em算法
2 篇 浓度场
2 篇 层析成像
2 篇 mojette变换
2 篇 可调谐半导体激光...
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机构

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2 篇 中国科学院安徽光...
2 篇 中国人民解放军装...
2 篇 东南大学
2 篇 大连君晟科技有限...
2 篇 中北大学
2 篇 中国电波传播研究...
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2 篇 山东理工大学
2 篇 西安工业大学
2 篇 浙江大学
2 篇 南京理工大学
1 篇 大连理工大学
1 篇 北京交通大学
1 篇 润电能源科学技术...
1 篇 华南师范大学
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作者

5 篇 宋俊玲
5 篇 王广宇
5 篇 洪延姬
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2 篇 匡世才
2 篇 于晓
2 篇 郑跃滨
2 篇 黄建军
2 篇 甄卫民
2 篇 熊雯
2 篇 那奕君
2 篇 马书义
2 篇 韩超
2 篇 阚瑞峰
2 篇 陈丽
2 篇 孙砚飞
2 篇 王建军
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53 篇 中文

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迭代算法在ICT中的应用研究及几何失真的标定

迭代算法在ICT中的应用研究及几何失真的标定

引用

作者：赵凤勇大连理工大学

学位级别：硕士

工业CT(ICT)技术是在无损状态下检测物体断层的灰度图象,以其灰度来分辨被检测断面内部的几何结构、材质情况、缺陷种类等。ICT技术应用领域十分广泛,国际上各主要工业发达国家已把ICT技术广泛地应用于航天、航空等部门的无损检测与逆... 详细信息

工业CT(ICT)技术是在无损状态下检测物体断层的灰度图象,以其灰度来分辨被检测断面内部的几何结构、材质情况、缺陷种类等。ICT技术应用领域十分广泛,国际上各主要工业发达国家已把ICT技术广泛地应用于航天、航空等部门的无损检测与逆向工程等研究。ICT检测不受检测物体的材料、形状和表面状况的影响,可以精确地给出检测物体的二维和三维图象,是目前国际上公认的最有效的无损测量手段。代数重建方法将图象重建问题转化为求解线性方程组的问题,当投影数据不完全时,可以把丢失的数据看作是缺少了若干方程,这就在某种程度上忽略了数据不全的问题,因而适合于不能获得完整投影数据场合的图象重建。由CT系统几何失真导致的伪影不仅降低了重建图象的质量而不利于检测,而且严重影响工业CT机的整体性能的提高。所以有必要对伪影进行定标。本文主要研究了CT重建算法中的代数迭代重建算法,实现了代数迭代算法中的几种算法,给出了算法的实现过程,并通过对经典的Shepp-Logan头模型的计算机仿真重建实验详细分析了影响迭代算法重建质量和重建速度的几个因素,给出了重建结果。理论分析和重建的仿真实验说明了代数重建算法是CT成像的最有效方法之一,它在某些特殊的重建场合具有显著的优点。本文的另一个主要的工作就是研究工业CT的几何失真定标。本文首先分析了CT扫描系统中几种典型的伪影,讨论了系统的几何失真对重建图象的影响,最后提出了一种几何失真的定标方法,并详细地阐述了定标原理。该方法的特点是只需一个含有四个球状物体的模板在一个角度下的投影,即可计算出能够完全描述扫描系统失真状态的六个参数,并且不需要对任何一个参数加以限制。实验室计算机仿真结果证明了本方法的准确性,进而证明了本方法在CT系统几何失真定标方面的可行性和有效性。

关键词：工业CT 代数迭代算法重建几何失真定标

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基于TDLAS技术对高温环境中CO2气体参数的测量方法研究

基于TDLAS技术对高温环境中CO2气体参数的测量方法研究

引用

作者：熊涌泉东南大学

学位级别：硕士

近年来,随着工业的快速发展和人们经济水平的提高,资源和环境问题也日趋严峻。其中,温室效应会造成海平面上升、气候反常、海洋风暴增多、土地干旱、农作物产量下降等环境和社会问题,并已成为世界关注的焦点。而CO2是造成温室效应的主... 详细信息

近年来,随着工业的快速发展和人们经济水平的提高,资源和环境问题也日趋严峻。其中,温室效应会造成海平面上升、气候反常、海洋风暴增多、土地干旱、农作物产量下降等环境和社会问题,并已成为世界关注的焦点。而CO2是造成温室效应的主要气体之一,其主要来源于工业生产、冬季采暖以及汽车尾气等方面。因此,CCO2的减排和回收已成为当前研究的热点。其中,对CO2排放量的监测是尤为重要的课题研究。现有的气体检测技术中可调谐半导体激光吸收光谱(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy,TDLAS)技术具有环境适应性强、灵敏度高、响应速度快、非侵入等优点,不仅可用于大气环境的气体检测,还在燃煤锅炉、航空发动机燃烧室等流场诊断方面有广阔的应用前景。本文以CO2为目标气体,利用TDLAS技术对CO2在实际测量应用中遇到的问题展开研究:(1)固体光学标准具是TDLAS测量气体参数的重要工具,具有精细自由谱间距(Free Spectral Range,FSR)的光学标准具加工难度大,成本较高,并且FSR不易精确确定,无法准确获得分布反馈式(Distributed Feedback,DFB)激光器的频率响应特性,给TDLAS 技术中的免标定波长调制(Calibration-free Wavelength Modulation Spectroscopy,CF-WMS)方法带来测量误差。(2)TDLAS技术一般采用波长调制结合双线法测量气体的温度,其应用在频分和时分复用两种方式下易产生频率串扰和降低时间分辨率等问题,在实际应用中有一定的局限性。(3)TDLAS技术对C02浓度的测量研究主要是线平均测量,而在燃烧流场二维非均匀环境中的CO2浓度测量研究极少,并且在燃烧流场中近红外波段CO2的吸收较弱且容易受H2O的干扰,由于DFB激光器可调谐范围较小,同时扫描到CO2和H2O的吸收峰存在一定的难度,因此,不适合采用多峰拟合的方式获取积分吸收面积A以得到CO2的浓度。针对上述问题,本文开展的主要研究内容如下:1、针对通过固体光学标准具获取分布反馈式(DFB)激光器的频率响应特性(v(t))时存在的问题,提出了一种简易确定DFB激光器的v(t)的方法。通过CF-WMS测量CO2的浓度验证了获取的v(t)的准确性,并分析了该方法的适用条件。当环境温度已知时,在一定气体浓度范围内,利用扣除背景经峰值归一化的二次谐波信号(R2f/p)对气体浓度不敏感而仅对v(t)敏感的特性,通过最小二乘法拟合R2f/p来获取激光器的v(t),并选取CO2在5007.787cm-1(R(50))附近的吸收峰,结合获取的v(t)对不同CO2标气浓度进行了免标定测量。2、提出了一种基于波长调制(Wavelength Modulation Spectroscopy,WMS)技术的免标定单线测量法,只利用一条吸收谱线即可实现对气体温度和浓度的同时测量。以燃烧过程中的主要产物之一 CO2为目标气体,根据提出的选线准则选择中心频率为5007.787cm-1(R(50))的吸收谱线对本方法进行了数值仿真和实验验证。所选谱线具有如下性质:R2f/p的线型主要由温度决定;一次谐波归一化的二次谐波信号(R2f/1f)的幅值与C02浓度成正比的关系。据此,可以从R2f/p的线型中提取温度信息,进而再利用R2f/1f提取CO2浓度信息。3、提出了一种基于TDLAS技术的非均匀流场二维浓度分布的重建方法,实现了对航空发动机燃烧室出口 CO2浓度分布的测量。研究表明CO2的吸收谱线R(50)具有如下特点:R2f/1f在中心频率处的幅值近似满足线性叠加关系。根据这一特点,利用单条吸收谱线的吸收信息结合代数迭代算法(Algebraic Reconstruction Technique,ART)对非均匀流场的CO2浓度场重建。通过数值仿真比较了 2个角度和38个角度布置投影光线时的抗噪声能力。在此基础上,实现了航空发动机燃烧室出口的CO2浓度场测量。

关键词：可调谐半导体吸收光谱技术免标定波长调制频率响应特性单线法代数迭代算法二氧化碳浓度温度

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磁粒子成像中的脑血管深度学习重建方法研究

磁粒子成像中的脑血管深度学习重建方法研究

引用

作者：梁小凤西安电子科技大学

学位级别：硕士

在全世界范围内,脑血管疾病已经成为危害身体健康的第二大因素,其中急性脑血管疾病的发病率及病死率居中老年人神经系统疾病之首,对于脑血管疾病的检测与防治是至关重要的。医学影像技术对于疾病的诊治效果具有直接的影响,因此对于精密... 详细信息

在全世界范围内,脑血管疾病已经成为危害身体健康的第二大因素,其中急性脑血管疾病的发病率及病死率居中老年人神经系统疾病之首,对于脑血管疾病的检测与防治是至关重要的。医学影像技术对于疾病的诊治效果具有直接的影响,因此对于精密的医学成像仪器的需求也在不断上升。磁粒子成像技术是一种非侵入式的新型定量功能性成像方式,基于示踪剂成像。相较于目前较为成熟的医学影像技术,如计算机断层成像技术、核磁共振成像技术等,磁粒子成像具有高灵敏度、高空间分辨率,高时间分辨率、高对比度、安全无辐射等优点。磁粒子成像技术对脑血管相关疾病的检测有巨大的应用潜力。本文针对磁粒子成像系统的二维重建和图像的后处理开展研究,旨在提高磁粒子成像的重建速度、结构相似性指数和峰值信噪比。主要研究了磁粒子成像的更优重建算法、影响重建性能的因素和磁粒子图像的噪声消除。从可视化和性能指标两个方面对图像进行评价,性能指标分别为:结构相似性指数、峰值信噪比和耗时。文章的主要研究内容如下: 构建了磁粒子成像仿真系统。首先根据磁粒子成像相关理论知识构建了系统矩阵和感应电压信号,然后基于代数迭代法、吉洪诺夫正则化法和交替方向乘子法实现了图像重建,探索了磁纳米粒子粒径对重建性能的影响。研究表明,交替方向乘子法的峰值信噪比最高,图像伪影更少,图像内部具有更高的均匀性,且重建速度也较快;磁纳米粒子粒径对重建的影响实验表明,当粒径为20nm时,图像的结构相似性指数和峰值信噪比更高。在噪声的干扰下,磁粒子成像的重建结果达不到预期,而接收信号过程中噪声很难避免。针对这个问题,提出一种基于通道注意力机制和残差Unet网络的算法用于消除磁粒子图像中的噪声。该算法将全卷积网络和通道注意力机制结合来提取噪声特征,对提取的噪声特征进行下采样处理得到不同尺寸的特征图,通过结合残差学习与Unet网络,并将其作用在不同尺寸的特征图上实现多尺度降噪。将本文算法与Dn CNN网络、PRIDNet网络、深度残差自动编码器网络三种网络框架进行对比实验,采用的数据集来源于磁粒子成像仿真系统的重建结果。结果显示,本文的网络框架对血管内部噪声去除效果更好,结构相似性指数和峰值信噪比指标也更为优秀。

关键词：磁粒子成像系统矩阵代数迭代算法交替方向乘子法吉洪诺夫正则化深度学习

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可调谐激光半导体吸收光谱技术应用于火焰中气体浓度和温度二维分布重建的研究

可调谐激光半导体吸收光谱技术应用于火焰中气体浓度和温度二维分...

引用

作者：姜治深浙江大学

学位级别：硕士

在研究燃烧现象及优化燃烧控制的过程中,火焰中的温度及气体浓度分布无疑具有重要的意义。可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)是近20年发展起来的一种新型的光学非接触测量手段,具有高灵敏、响应快、抗干扰能力强等特点,但其测量值多... 详细信息

在研究燃烧现象及优化燃烧控制的过程中,火焰中的温度及气体浓度分布无疑具有重要的意义。可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)是近20年发展起来的一种新型的光学非接触测量手段,具有高灵敏、响应快、抗干扰能力强等特点,但其测量值多为整个光路上气体浓度和温度的平均值,当气体浓度或温度在测量区域内存在较大梯度时,这种方法显然不能反映探测区域内实际的状况。本文设计了多角度24束激光束测量系统及平面燃烧炉,利用H2O的两条吸收谱线测量了甲烷/空气预混平面火焰,通过编写的24路同步采集程序,获得两条谱线的吸收信号,根据采集到的数据,利用编写的基于代数迭代重建算法(ART)的气体浓度重建程序,重建了H2O的浓度的二维分布。为了验证程序的准确性,对气体浓度重建程序进行了数值模拟。重建了火焰中气体浓度分布以后,又通过编写的气体浓度场与温度场同时重建程序,同时重建了甲烷/空气预混平面火焰中H2O的浓度及温度的二维分布,为了验证重建结果的准确性,对气体浓度与温度场同时重建程序进行了数值模拟,将热电偶测量火焰的温度场与重建的温度场进行比较,误差最大为(72K),这充分证明了气体浓度与温度二维分布重建结果的准确性。最后将两条谱线重建的H20浓度分布进行了比较,并从理论上分析了浓度分布选择标准。利用该方法重建的气体浓度与温度分布准确、快速(重建时间一般为几秒),为优化燃烧控制提供重要的数据支持,提高燃烧效率,实现节能减排目标。

关键词：可调谐半导体激光吸收光谱温度场重建浓度场重建代数迭代算法

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基于离散化模型对称结构改进的EM算法研究

基于离散化模型对称结构改进的EM算法研究

引用

作者：肖波北京交通大学

学位级别：硕士

由投影重建图像的算法可分为解析重建算法和代数迭代重建算法。解析重建算法在数据完备的情况下重建速度快,成像效果好。但在高噪音、少量数据和不完全数据等情况下,代数迭代重建算法较解析重建算法具有明显优势。随着计算机技术的发展... 详细信息

由投影重建图像的算法可分为解析重建算法和代数迭代重建算法。解析重建算法在数据完备的情况下重建速度快,成像效果好。但在高噪音、少量数据和不完全数据等情况下,代数迭代重建算法较解析重建算法具有明显优势。随着计算机技术的发展,迭代算法越来越受到人们的重视。 EM(Expectation Maximization)算法是一种常用的极大似然估计方法,也是经典的代数迭代重建算法之一。EM算法简单稳定,每一次迭代均使校正后的图像逼近被估计的图像,最终收敛到局部极值。但EM算法计算量大,收敛速度较慢。本文提出了基于对称结构改进的块迭代EM算法—SSB-EM算法。在图像离散化模型中投影射线间以及像素格位置之间均存在对称结构,可将各个投影射线方向的射线按射线间的对称结构分块归组。结合扫描模型中的这种对称结构,将数据分块归组得到的SSB-EM算法,简化了投影系数矩阵中非零系数的计算,改变了经典EM算法逐线校正的顺序相关性,减少了计算量,有效地提高了成像速度。同时对具有对称网格特征的EM算法和OS-EM算法进行了讨论。本文给出了实测数据和模拟数据的数值实验。比较和分析了经典EM算法和修正后的EM算法的成像速度和精度。实验表明,修正后的EM算法在保证图像成像质量的基础上较经典EM算法有效地提高了成像速度。

关键词：图像重建代数迭代算法对称块迭代 EM算法最大似然估计

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直线轨迹扫描下的断层成像研究

直线轨迹扫描下的断层成像研究

引用

作者：谭振宇中北大学

学位级别：硕士

在工业CT检测当中,针对一些大尺寸的平面板材或者具有弧形状结构(如弧形铸件、焊接在一起的板材等)的物体,它的长度或者宽度可以达到几米甚至几十米,但是厚度可能仅有几厘米到几十厘米左右,如果采用数字实时成像技术(DR)对它们进行检测... 详细信息

在工业CT检测当中,针对一些大尺寸的平面板材或者具有弧形状结构(如弧形铸件、焊接在一起的板材等)的物体,它的长度或者宽度可以达到几米甚至几十米,但是厚度可能仅有几厘米到几十厘米左右,如果采用数字实时成像技术(DR)对它们进行检测,成像结果必然会出现严重的物体内部图像相互重叠的问题,采用传统的计算机断层成像技术(CT),通过圆轨迹扫描或者螺旋轨迹扫描的方式扫描物体,可以获得物体全角度下的投影数据,CT技术可以解决物体内部结构图像相互重叠的问题,而且可以得到物体每一层的断层图像。但是对于大尺寸的平面板材或者具有弧形状结构的物体来说,物体在某个方向上的尺寸比较大,它根本无法在X射线源和探测器之间的有限空间内进行旋转,从而无法采集到物体在全角度下的投影数据,所以必须采用特殊的扫描方式才能解决这类构件的检测。在本文中提出一种基于直线轨迹扫描的断层成像系统。它的扫描原理为:X射线源与探测器保持不动,物体以每隔相同的距离沿着某条直线匀速地穿过射线场。直线轨迹扫描的断层成像技术的机械设计控制比较简单,不需要物体旋转,只需要物体做简单的匀速直线运动穿过射线场即可。直线轨迹扫描具有成像速度快、无物体断层之间的图像相互重叠等问题。针对大型板材结构物体来说,直线轨迹扫描相比较圆轨迹和螺旋轨迹扫描更具有优势。直线轨迹扫描下的投影矩阵存储量大,运行时间长,不利于计算。所以刻画了一种直线轨迹扫描下的投影矩阵编写方法,并且根据投影矩阵获得直线轨迹扫描下的仿真投影数据。由于直线轨迹扫描下所得到的投影数据属于不完全投影数据,对应的图像重建属于有限角度下的图像重建,在本文当中利用ART迭代算法对图像进行仿真重建,针对重建结果当中有低频噪声的影响,在本课题中提出两种去除低频噪声的方法,但是ART算法对加入的噪声比较敏感不能重建出完整的图像,由于共轭梯度法可以避免投影矩阵求逆运算,所以在本课题当中结合ART迭代算法与共轭梯度法FRCG,提出了ART-FRCG混合算法,ART-FRCG算法的主要思想就是利用一次迭算法找出一组初值来,使得一开始就能够找到最优解收敛的方向,经过几次迭代之后就可找到最终解;最后对直线轨迹扫描下所得到的实际投影数据进行图像重建,结果能够说明对物体进行直线轨迹扫描可以得到其断层图像。

关键词：直线轨迹扫描投影矩阵不完全投影数据代数迭代算法共轭梯度法

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锅炉炉内烟气成分浓度场在线检测系统的设计与开发

锅炉炉内烟气成分浓度场在线检测系统的设计与开发

引用

作者：陈雪雨华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

电站锅炉炉膛内部燃烧状态的有效检测是实现燃烧优化控制、提高燃烧效率和降低污染物排放的重要措施。可调谐半导体激光吸收光谱技术是近年来迅速发展起来的一种基于光谱吸收的新型光学非接触式气体检测技术,具有灵敏度高、响应速度快... 详细信息

电站锅炉炉膛内部燃烧状态的有效检测是实现燃烧优化控制、提高燃烧效率和降低污染物排放的重要措施。可调谐半导体激光吸收光谱技术是近年来迅速发展起来的一种基于光谱吸收的新型光学非接触式气体检测技术,具有灵敏度高、响应速度快、抗干扰能力强等特点,对于实现电站锅炉炉内燃烧空间这种恶劣工况条件下的气体参数实时测量具有良好的适应性。对于电站锅炉炉膛内部燃烧工况复杂多变且空间较大的实际测量环境,需要基于密集布置测量光路的吸收数据才能得到较好的气体浓度场分布重建结果,而现有的TDLAS气体检测系统中激光器和探测器多采用固定的布置方式,限制了光路数量,导致有效吸收数据不足,严重影响了浓度分布图像重建质量,难以普及应用。针对以上问题,在本文的研究中结合机械传动机构实现激光信号的自动扫描接收,通过对四个光源位置的单束激光进行旋转,得到四组扇形布置的测量光路,搭建了包含80束激光信号的场参数测量系统,有效地突破了传统布置方式对于激光测量光路数的限制,降低了测量系统综合成本。为了充分模拟电站现场测量工况,参考电站四角切圆锅炉炉膛,对其实际尺寸按比例缩小,在实验室搭建了大型模拟电站锅炉炉膛试验台,通过控制模拟炉膛内部负压条件及气源装置的布置方式实现了对于炉膛内部燃烧过程气体浓度场分布情况的模拟。根据测量系统在试验台上所测数据,利用基于代数迭代重建算法(ART)编写的浓度反演重建程序,重建出CO2气体浓度场的二维分布。针对不同浓度气体的测量和气体不同区域分布的测量进行了多组重复实验,将实验结果与标准配比实验气体浓度进行比较,误差分析表明,重建结果较真实得反映了锅炉炉膛内部气体浓度场的二维分布状态,为实现优化燃烧控制提供了重要数据支持。

关键词：可调谐半导体激光吸收光谱浓度场重建自动扫描接收代数迭代算法

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基于层析成像和压缩感知的火焰三维重构研究

基于层析成像和压缩感知的火焰三维重构研究

引用

作者：王馥瑶天津大学

学位级别：硕士

近年来内燃机的节能减排已引起全球关注,如何减少能耗提高汽车发动机的效率,保证内燃机更加安全、稳定和经济的运行越来越受到人们的重视。而内燃机的动力性、经济性和排放特性在很大程度上取决于其缸内火焰燃烧过程。因此,燃烧火焰作... 详细信息

近年来内燃机的节能减排已引起全球关注,如何减少能耗提高汽车发动机的效率,保证内燃机更加安全、稳定和经济的运行越来越受到人们的重视。而内燃机的动力性、经济性和排放特性在很大程度上取决于其缸内火焰燃烧过程。因此,燃烧火焰作为内燃机缸内燃烧过程的重要表征,其火焰图像特征成为研究内燃机燃烧过程的重要参数,对研究火焰燃烧机理、降低燃烧排污和提高内燃机性能具有重要意义。现代光学方法和计算机技术的不断发展,内燃机火焰燃烧过程可以通过光学技术和重构可视化技术进行分析和处理。对内燃机火焰的燃烧形态研究,需要对其进行三维空间重构,从而可以更加直观清晰地了解缸内燃烧发生和发展的特征和规律,同时结合图像处理技术可对缸内燃烧火焰三维分布特征进行定量的测定,为燃烧系统的评价和改进提供了依据。在三维图像重构算法中,层析成像算法和压缩感知算法是较为经典的两种算法,如何利用层析成像和压缩感知实现火焰图像高效高质量的重构本论文研究的重点问题。本论文针对火焰这种特殊物体进行分析和研究,剖析了基于层析成像技术和压缩感知理论的传统火焰三维重构原理和方法,结合火焰燃烧特性对三维重构算法进行了改进和创新,得到一种更高稳定性和重构精度的火焰三维重构算法,即基于径向梯度全变差的代数迭代重构算法。并以此为基础对火焰进行三维重构可视化研究。经过实验验证,本论文提出的算法在投影角度受限的火焰重构实现中,能有效提高火焰切片图像的重构质量,且重建过程稳定性好,算法鲁棒性强。

关键词：燃烧火焰三维重构层析成像技术压缩感知理论代数迭代算法全变差

来源：评论

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工业CT图像重建算法的计算机模拟研究

工业CT图像重建算法的计算机模拟研究

引用

作者：刘晓四川大学

学位级别：硕士

本文研究了CT成像的常用算法：滤波反投影算法和代数迭代算法。详细分析了影响滤波反投影算法图像重建质量的基本因素（滤波函数的选取，投影数，抽样间距，噪音的大小）和代数重建算法图像重建质量的几个因素（松弛引子的选择，数据访... 详细信息

本文研究了CT成像的常用算法：滤波反投影算法和代数迭代算法。详细分析了影响滤波反投影算法图像重建质量的基本因素（滤波函数的选取，投影数，抽样间距，噪音的大小）和代数重建算法图像重建质量的几个因素（松弛引子的选择，数据访问方式，基函数的选择，最优迭代次数的估计）。在此基础上通过多点平均法改进了RL滤波函数，发现改进后的RL滤波函数比原滤波函数的抗噪音的能力提高了；在实际中，为了在重建图像质量和成本之间有一个合理的平衡点，本文对投影数和抽样间距对滤波反投影算法重建的图像质量的影响进行了详细的研究，发现在有噪音的情况下，重建图像质量对射线的抽样间距变化很敏感，而对投影数变化的反应相对较弱，在噪音较大的情况下，抽样间距过小，重建图像的质量反而有所下降；为了提高滤波反投影算法图像的重建效率，本文利用参数表的方法对程序作了优化，使重建速度提高了近100倍。在代数迭代算法中，通过模拟图像的重建发现，ART算法和SIRT算法松弛因子的选择有很大的不同，SIRT的松弛因子选择范围偏小，而ART的松弛因子选择范围要宽得多；数据访问方式的不同，对重建的图像有一定的影响；提出了最优迭代次数的判据，避免了在迭代时迭代次数选取的盲目性。本文利用MCNP程序模拟了在有屏蔽和没有屏蔽的情况下60Co γ射线穿过工件后在探测器中的沉积能谱，详细分析了能谱各部分的数据作为投影数据对最后重建图像的影响情况，发现利用ART重建算法对最后的重建结果没有多大的影响；在用MCNP程序进行粒子抽样时，在不影响抽样精度的情况下，利用曲面源卡代替放射源的方式，大大缩短了粒子的抽样时间。最后本文对图像重建时出现的伪影进行了初步分析，利用Matlab的图像处理技术尝试对CT重建图像作了一些再处理的探索，对重建图像中的伪影作了部分消减。上述结果是通过计算机模拟计算得到的，为此用C语言和Matlab语言编制了大量程序并调试成功，对实际的工业CT设计及其图像重建有一定的参考价值。

关键词： CT 图像重建滤波反投影算法代数迭代算法蒙特卡洛模拟

来源：评论

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基于虚拟光线再投影的激光吸收光谱燃烧场二维重建研究

基于虚拟光线再投影的激光吸收光谱燃烧场二维重建研究

引用

作者：那奕君南京理工大学

学位级别：硕士

可调谐半导体激光吸收光谱（TDLAS）技术具有测量精度高、响应速度快、抗干扰能力强、测量范围广等突出优点,在航空发动机、工业燃煤发电厂等领域燃烧场诊断方面具有广阔的应用前景。在传统单光路TDLAS测量系统中,其测量的结果为光路上... 详细信息

可调谐半导体激光吸收光谱（TDLAS）技术具有测量精度高、响应速度快、抗干扰能力强、测量范围广等突出优点,在航空发动机、工业燃煤发电厂等领域燃烧场诊断方面具有广阔的应用前景。在传统单光路TDLAS测量系统中,其测量的结果为光路上气体参数近似平均值。由于燃烧过程中通常伴随着气流扰动、燃料供给不均匀等情况,实际燃烧场分布并不一致。为了掌握燃烧场中气体参数的实际分布情况,需要对燃烧场二维重建光学系统设计以及重建方法展开研究。论文以燃烧场中H2O为监测对象,针对非均匀燃烧场温度与组分浓度二维同步重建问题展开了理论和实验研究。论文的主要工作和创新点有:（1）针对实际测量过程中投影光线数目偏少的情况,采用差分方法引入虚拟光线。在相邻两条实际测量平行光线之间插入足够的虚拟光线并利用差分法得到虚拟光线通过燃烧场后的投影值,综合实际光线和虚拟光线投影值进行燃烧场气体组分浓度与温度的二维重建,达到增加测量区域网格密度从而实现对燃烧场精细刻画的目的。通过数值模拟获取了合理的光线布置方式,并分析了该种光线分布方式下差分虚拟光线法的优势和不足。（2）针对重建光学系统中投影角度偏少和差分虚拟光线法重建过程中由于虚拟投影值之间存在相互矛盾导致部分网格参数产生突变的问题,提出了再投影法。将差分虚拟光线法重建后的燃烧场分布结果作为初始值对其他角度虚拟光线进行再投影计算,综合利用所有光线的投影值进行重建并不断再投影迭代最终获得准确的燃烧场分布重建结果。通过数值仿真掌握了再投影光线的合理布置方式,仿真结果表明,对于49×49重建区域,当测量光线存在5%测量误差时,二维温度重建误差为5.38%,浓度重建误差为8.93%,验证了再投影重建算法的可行性。（3）搭建了二维重建实验系统对本文二维重建算法进行了实验验证。采用三个投影角度共21路光线布置方式,利用7185.6cm-1与7444.4cm-1波段吸收谱线通过波分复用技术对小型燃气炉燃烧场二维分布情况进行了研究,重建了小型燃气炉燃烧脉动过程不同时刻燃烧场分布情况,结合高速摄像机拍摄燃气炉燃烧火焰图像,反映出燃气炉脉动过程中测试平面实际温度和浓度分布状态。实验结果表明测试系统能够准确对复杂燃烧环境温度场进行测量,燃烧场位置与重建结果与实际情况吻合。论文通过数值仿真与实验研究,发展了基于TDLAS技术对燃烧场温度和组分浓度二维分布重建方法,实现了非均匀燃烧场的准确测量,对于TDLAS技术在燃烧诊断领域的工程化应用具有重要意义。

关键词：可调谐半导体激光吸收光谱技术二维重建代数迭代算法虚拟光线再投影数值仿真实验研究

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