基于压缩感知的电容层析成像图像重建算法

为提高电容层析成像（ECT）系统采样速率及重建图像质量,本文提出一种基于压缩感知理论的ECT图像重建算法.首先,应用离散Fourier变换基将原始图像灰度信号进行稀疏化处理;接着,从16电极ECT系统中随机选取14个电极按随机顺序进行激励,并按随机顺序测量不同电极之间电容值,得到测量电容信号并建立相应的观测矩阵;最后,采用L1范数正则化模型和原对偶内点法实现图像重建.仿真实验结果表明,基于压缩感知理论算法重建的图像其质量优于Landweber迭代算法,在节省采样时间的同时可实现较高精度的图像重建,为ECT图像重建的研究提供了一种新的手段.     

Cr3+掺杂纳米TiO2结构相变及光谱特征

以TiCl4、Cr(NO3)3·9H2O为原料采用共沉淀法制备了掺杂不同量Cr3+离子的纳米TiO2,通过XRD、DSC、TG-DTG、FT-IR和UV-Vis等分析手段对样品的晶体类型、光谱吸收特征进行了表征,并研究了TiO2在锐钛矿型和金红石型之间的晶型转变过程.结果表明Cr3+离子的掺入可促进TiO2的结构相变,显著降低相变温度,延缓了结晶水的排出.少量Cr3+离子掺入TiO2后,主要以替代的方式占据TiO2晶格中Ti4+的位置,并在TiO2禁带中产生掺杂能级,提高了可见波段的光吸收,使原来位于380nm的吸收边向长波方向移动,并且在480nm产生了新的吸收边,实现了与太阳光谱的匹配.当掺杂量达到33%时,Cr3+可能以Cr2O3的形式与基体TiO2形成新物质Cr2TiO5.     

纳米TiO_2的结构相变和光学性能

以TiCl4为原料 ,采用沉淀法制备了水合TiO2 沉淀 ,分别于 1 0 0℃、30 0℃、40 0℃、60 0℃、80 0℃煅烧处理。用紫外 可见光谱和导数吸收光谱研究了纳米TiO2 的吸收带边、能隙随着煅烧温度变化而变化的情况 ,结合XRD、TG DSC分析了不同温度下TiO2 的晶型及晶型转变情况。结果表明 ,随热处理温度的升高 ,TiO2 的晶相结构由非晶到锐钛矿型再到金红石型转变 ,40 0℃为锐钛矿型 ,60 0℃已出现金红石型 ,80 0℃已完全转变为金红石型 ;晶粒尺寸随热处理温度的升高而逐渐增大 ;带隙宽度、吸收带边随热处理温度的升高而变窄和“红移”。     

基于CS-GPSR的电容层析成像图像重建算法

提出将基于压缩感知(CS)理论的稀疏梯度投影(GPSR)算法应用于电容层析成像(ECT)图像重建过程中.采用离散Fourier变换(DFT)基将原始图像灰度信号进行稀疏化处理;将ECT灵敏度矩阵的各行按随机顺序进行排列,得到ECT系统观测矩阵,同时将测量电容向量的各行按相同顺序进行排列,得到观测投影向量;使用GPSR算法进行图像重建.仿真实验结果表明:基于CS理论的GPSR(CS-GPSR)算法重建图像质量明显优于LBP算法和Landweber迭代算法.本文所述算法可实现较高精度的图像重建,为ECT图像重建的研究提供了一种新的手段.