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电磁层析成像图像重建的仿真研究

何元胜  
【摘要】: 基于感应原理的电磁层析成像(EMT)技术是九十年代发展起来的新型层析成象(PT)技术,它在许多领域如矿业过程、食品、纺织、药品工业中的异物检测、海上油田三相流的测量,食品监测等许多领域中都有应用的潜力。目前EMT技术的发展尚未成熟,许多科技工作者仍在致力于该项技术的研究,使该技术能尽快应用到实际生产领域中去。 EMT的研究主要包括正问题和逆问题的研究。在天津大学成像科研组开发的TEMT—Ⅱ型系统的基础上,本论文从EMT的数学物理方程出发,探讨其正问题和逆问题的求解方法,主要研究工作和结果如下: 1.介绍了EMT系统的图像重建的重建算法,并对几个常用的算法——基于灵敏度系数的反投影法、Tikhonov正则化法、Landweber迭代法、Newton-Raphson迭代法,作了详细的描述和评述。 2.运用有限元法对EMT的正问题进行了求解,详细叙述了有限元法解EMT系统正问题的计算机实现过程;通过有限元剖分将表征系统的数学方程离散化,并转化成为矩阵方程组求解正问题。 3.在图像重建过程中,从系统的数学模型出发,结合有限元法的计算原理,形成一种新的基于微分方程的有限元法的图像重建算法,给出了基于有限元法的EMT图像重建算法构建原理和步骤;进行了基于有限元法的EMT图像重建的仿真试验,并对试验结果进行了分析。 最后,作者对EMT系统的仿真研究在数学模型和算法上提出了一些建议和想法。


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