專利名稱：一種基于虛擬數(shù)據(jù)的軸對稱參數(shù)分布圖像重建方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于虛擬數(shù)據(jù)的軸對稱參數(shù)分布圖像重建方法，具體涉及在參數(shù)滿足軸對稱分布時，能夠有效簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基于虛擬數(shù)據(jù)的單一視角投影圖像重建方法。
背景技術(shù)：
軸對稱參數(shù)分布特性廣泛存在于工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域。例如，平焰燃燒爐用于產(chǎn)生穩(wěn)定、均勻、層流擴(kuò)散的火焰，其在火焰標(biāo)定、火焰穩(wěn)定過程、傳熱過程、火焰速度和形態(tài)等研究領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。平焰燃燒爐在燃燒過程中，要求對其產(chǎn)生的火焰進(jìn)行精確控制，以保證火焰的溫度、氣體組分濃度和流型處于穩(wěn)定狀態(tài)。然而，由于冷邊界層的存在以及火焰與外界空氣的熱交換，從火焰中心到火焰外部溫度逐漸降低，進(jìn)而導(dǎo)致平焰燃燒爐火焰呈現(xiàn)軸對稱溫度分布特性。因此，為檢驗(yàn)平焰燃燒爐產(chǎn)生火焰的穩(wěn)定性以及溫度分布的均勻性，需要對平焰燃燒爐的火焰溫度分布進(jìn)行在線監(jiān)測。又如，火箭發(fā)動機(jī)尾焰是高溫、高速的燃?xì)馍淞?，并向空間發(fā)射出較強(qiáng)的紅外輻射能量。研究表明，尾焰中的固體、液體顆粒和氣體常在噴管出口附近產(chǎn)生二次燃燒，其溫度場和氣體組分濃度場也呈現(xiàn)軸對稱分布特性。為優(yōu)化推進(jìn)劑配比方案，評估尾焰紅外輻射性能，需要對火箭發(fā)動機(jī)尾焰溫度分布進(jìn)行測量。采用多視角投影可以對軸對稱參數(shù)分布進(jìn)行圖像重建。然而，這樣設(shè)計的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。針對參數(shù)的軸對稱分布特性，為了降低系統(tǒng)的復(fù)雜性，可以僅利用單一視角投影并得到投影測量數(shù)據(jù)，使每個視角的投影所覆蓋的投影角度相同，則其它視角的虛擬投影測量值與真實(shí)投影測量值相同。因此，可以采用基于虛擬數(shù)據(jù)的單一視角投影對軸對稱參數(shù)分布進(jìn)行圖像重建。

發(fā)明內(nèi)容
針對具有軸對稱參數(shù)分布`特性的被測區(qū)域，為進(jìn)一步簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，本發(fā)明提供一種基于虛擬數(shù)據(jù)的軸對稱參數(shù)分布圖像重建方法。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下步驟一，獲取單一視角的投影測量數(shù)據(jù)利用單一視角投影覆蓋被測參數(shù)分布場，可以是扇形束投影或平行束投影，得到m個投影測量數(shù)據(jù)；步驟二，構(gòu)建虛擬測量數(shù)據(jù)共有η個視角投影覆蓋被測參數(shù)分布場，η為奇數(shù)，其中一個視角的投影為真實(shí)投影，其他η-l個視角的投影為虛擬投影，每個視角的投影所覆蓋的被測區(qū)域相同，使η-l個視角的虛擬投影所得到的虛擬投影測量值與m個真實(shí)投影測量值相同，總測量數(shù)據(jù)的個數(shù)為J，J = mXn ；步驟三，根據(jù)系數(shù)矩陣和投影測量值構(gòu)建求解參數(shù)值的方程組將被測區(qū)域劃分為N個網(wǎng)格，對于第j束投影，投影測量值bj可以表示為
權(quán)利要求
1.一種基于虛擬數(shù)據(jù)的軸對稱參數(shù)分布圖像重建方法，該方法包括以下步驟步驟一，獲取單一視角的投影測量數(shù)據(jù)利用單一視角投影覆蓋被測參數(shù)分布場，可以是扇形束投影或平行束投影，得到m個投影測量數(shù)據(jù)；步驟二，構(gòu)建虛擬測量數(shù)據(jù)共有η個視角投影覆蓋被測參數(shù)分布場，η為奇數(shù)，其中一個視角的投影為真實(shí)投影，其他η-1個視角的投影為虛擬投影，每個視角的投影所覆蓋的投影角度相同，使η-1個視角的虛擬投影所得到的虛擬投影測量值與m個真實(shí)投影測量值相同，總測量數(shù)據(jù)的個數(shù)為J，J = mXn ；步驟三，根據(jù)系數(shù)矩陣和投影測量值構(gòu)建求解參數(shù)值的方程組將被測區(qū)域劃分為N個網(wǎng)格，對于第j束投影，投影測量值bj可以表示為
全文摘要
本發(fā)明提供一種基于虛擬數(shù)據(jù)的軸對稱參數(shù)分布圖像重建方法，包括以下步驟利用覆蓋被測參數(shù)分布場的單一視角投影，得到對應(yīng)的投影測量值；使其它未被投影的視角，根據(jù)參數(shù)分布的軸對稱特性，等效地獲得對應(yīng)的虛擬投影測量值；根據(jù)系數(shù)矩陣和投影測量值構(gòu)建求解參數(shù)值的方程組；根據(jù)代數(shù)重建方法計算出每個網(wǎng)格中的參數(shù)值，進(jìn)而得到軸對稱參數(shù)分布圖像。本發(fā)明的效果是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，成本低，具有廣泛的應(yīng)用前景。
文檔編號G01B11/27GK103047946SQ20121052801
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月10日
發(fā)明者曹章, 劉暢, 徐立軍, 孫世杰 申請人:北京航空航天大學(xué)