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两相流参数检测对工业生产和科学研究有重要意义。电容层析成像(ECT)技术是近年来发展起来的一种基于电容敏感机理的过程层析成像(PT)技术,可实时提供封闭管道、容器等过程设备内物场运动状态的二/三维可视化信息,具有非侵入、响应速度快、结构简单、安全性能好、成本低等优点,是一种在石油、化工等领域很有发展前景的PT技术。本文在 ECT 系统的二维图像重建算法的研究基础上,针对ECT技术中的特点,参考医学图像三维重建的方法,对ECT系统的图像三维重建方法进行了研究,并在基于PC机和Windows系列的操作系统的环境下设计并实现了一个具有一定实时交互功能的可视化实验软件系统,并已初步应用于实验分析。主要完成以下工作: 1.从ECT系统的基本原理、系统构成、技术特点、应用研究现状和发展前景等方面对 ECT 技术进行了综合评述。 2.对现有的ECT二维图像重建算法进行了分析比较,选用了一种重建图像质量较好的优化步长的迭代算法来进行图像重建,并以此为基础进行图像三维重建的研究。 3.对图像三维重建的基本原理和常用方法进行了分析,对其发展及应用现状做了总结。对基于断层图像的三维重建方法进行了初步 广的人。X颀十论义 柄出 研究。结合ECT图像重建的技术特点,提出了一种较为快速的三 维重建方法:首先对二维断层图像序列进行抽耶轮廓、细线化。 轮廓线追踪处理;然后对两相邻断层图像进行轮廓匹配;在两层 已知(重建)图像轮廓中间插入若干个插值图像时采用同经度方 向位置校准轮廓加权平均方法获得插值轮廓:最后在相邻的已知 轮廓或插值轮廓间采用最短对角线法迸行三角片表面重建。仿x 实验结果表明,利用上述方法可以进行快速重建并得到较好的重 建效果。4 采用 VC什6.0与openGL设计、开发了一套可以初步应用于实验分 析的ECT系统的图像三维重建的软件系统。该系统具有一定的实 时交互功能,在图像显示方面实现了对重建物体的平移、放大。 缩小、旋转等操作,并且可以在重建的三维图像基础上,对管道 中两相流离散相的体积参数进行了实验分析。重建的三维图像和 体积计算结果表明,随着插值轮廓数的增加,重建的三维图橡质 量得到了提高,但只增加插值轮廓数量并不能明显的喊少体积误 差。