流场超声层析成像中图像的迭代滤波反投影重建

为提高流场超声层析成像的图像重建质量,提出了一种迭代滤波反投影图像重建算法。该算法借鉴联合迭代重建算法的原理,将滤波反投影算法引入迭代重建过程。首先,利用滤波反投影算法,通过投影数据残差重建误差图像对流场图像进行修正,实现图像的迭代重建。然后,通过优化迭代步长,使每步迭代后投影数据残差均取得极小值以便加快收敛速度。最后,基于流场连续、紧支撑分布的特点,在迭代重建过程中引入投影数据的细分内插和流场图像的圆域修正。实验表明:相比于滤波反投影算法,迭代滤波反投影算法可使理论流场重建的图像误差平均减少26%,流量误差由1.77%减小至±0.25%以内;程序运行时间为0.63s,仅为联合迭代重建算法的0.89%。该算法可实现对直管段内和单弯管下游实际流场的可靠重建,满足流场高精度实时成像的要求。

基于超声层析成像技术的三维流场重建

在现有的以超声层析成像为基础的流场重建方法中,一般只能单独重建横向流场或轴向流场。为能够同时获得横向和轴向流场的信息,提出一种方法,通过在圆管周围合理布置超声换能器,采用联合代数迭代重建算法同时得到圆管中的横向流场和轴向流场的重建图像,完成圆管中流场的三维重建。实际的单弯管实验成功重建了横向流场和轴向流场表明方法可靠。

基于联合代数迭代的非视域激光图像重建方法

非视域成像技术采用非传统光学技术,利用间接成像的方法对无法直接观测的隐藏物体进行探测。针对目前试验系统复杂且需要场景扫描,导致数据采集过程复杂且需要大量时间的问题,提出基于阵列式APD的透射式非视域成像试验设置,试验设置操作简单且不需要场景扫描,实现快速数据采集。针对非视域成像技术一般只能获取不完全(缺失)角度的数据,使用反投影算法不能得到理想的重建结果的问题,提出利用联合代数迭代(SART)重建算法对非视域成像物体进行三维重建。试验结果表明:SART算法能够在部分角度数据下,更好地去除反投影算法中的伪影和噪点;在最初的第2和第3次迭代后,通过计算,其峰值信噪比PSNR值提高了1.392 8、2.466 3,其结构相似度SSIM值提高了0.119 8、0.231 2,表明该方法能有效提高非视域物体的图像重建精度。

利用波速反演定位桩底溶洞的方法研究

文章结合工程实例,依托JL-SONAR(A)声呐探测技术和PBCA信号分析软件,通过SIRT算法对波速进行反演研究,建立波速场,从而对桩底溶洞进行定位,旨在为今后同类型的地质条件下定位及处理桥梁桩基施工桩底溶洞提供可借鉴的经验。

基于电磁波CT技术的复杂地质异常探测

溶洞、洞穴、溶蚀破碎带和岩石裂隙区对水电工程建设具有潜在的威胁。为此,本文使用跨孔电磁波层析成像技术准确地探明了清江水布垭水电工程左岸5个钻孔中的地下地质异常。该方法是采用对称偶极天线在一孔中发射电磁波,使用鞭状天线在另一孔中接收电磁波场强,应用快速稳定的联合迭代重建算法(SIRT)反演重建地下介质的吸收系数分布。该典型实例测试结果表明,电磁波CT在碳酸岩和灰岩地区探测地下地质异常体不仅效果好,而且精度高,在大型水电工程安全监测中具有广阔的应用前景。

基于电磁波CT的岩溶地质异常探测

溶洞、洞穴、溶蚀破碎带和岩石裂隙区对水电工程建设具有潜在的威胁,为此使用跨孔电磁波层析成像技术准确地探明了清江水布垭水电工程左岸5个钻孔的地质异常情况。该方法是采用对称偶极天线在一孔中发射电磁波,使用鞭状天线在另一孔中接收电磁波场强,应用快速稳定的联合迭代重建算法反演重建地下介质的吸收系数分布。该典型实例测试结果表明,电磁波CT在碳酸岩和灰岩地区探测地下地质异常体是可行的。