专利名称：一种基于虚拟数据的轴对称参数分布图像重建方法
技术领域：
本发明涉及一种基于虚拟数据的轴对称参数分布图像重建方法，具体涉及在参数满足轴对称分布时，能够有效简化系统结构的基于虚拟数据的单一视角投影图像重建方法。
背景技术：
轴对称参数分布特性广泛存在于工业应用领域。例如，平焰燃烧炉用于产生稳定、均匀、层流扩散的火焰，其在火焰标定、火焰稳定过程、传热过程、火焰速度和形态等研究领域有广泛应用。平焰燃烧炉在燃烧过程中，要求对其产生的火焰进行精确控制，以保证火焰的温度、气体组分浓度和流型处于稳定状态。然而，由于冷边界层的存在以及火焰与外界空气的热交换，从火焰中心到火焰外部温度逐渐降低，进而导致平焰燃烧炉火焰呈现轴对称温度分布特性。因此，为检验平焰燃烧炉产生火焰的稳定性以及温度分布的均匀性，需要对平焰燃烧炉的火焰温度分布进行在线监测。又如，火箭发动机尾焰是高温、高速的燃气射流，并向空间发射出较强的红外辐射能量。研究表明，尾焰中的固体、液体颗粒和气体常在喷管出口附近产生二次燃烧，其温度场和气体组分浓度场也呈现轴对称分布特性。为优化推进剂配比方案，评估尾焰红外辐射性能，需要对火箭发动机尾焰温度分布进行测量。采用多视角投影可以对轴对称参数分布进行图像重建。然而，这样设计的结构较为复杂。针对参数的轴对称分布特性，为了降低系统的复杂性，可以仅利用单一视角投影并得到投影测量数据，使每个视角的投影所覆盖的投影角度相同，则其它视角的虚拟投影测量值与真实投影测量值相同。因此，可以采用基于虚拟数据的单一视角投影对轴对称参数分布进行图像重建。
发明内容
针对具有轴对称参数分布`特性的被测区域，为进一步简化系统结构，本发明提供一种基于虚拟数据的轴对称参数分布图像重建方法。本发明所采用的技术方案如下步骤一，获取单一视角的投影测量数据利用单一视角投影覆盖被测参数分布场，可以是扇形束投影或平行束投影，得到m个投影测量数据；步骤二，构建虚拟测量数据共有η个视角投影覆盖被测参数分布场，η为奇数，其中一个视角的投影为真实投影，其他η-l个视角的投影为虚拟投影，每个视角的投影所覆盖的被测区域相同，使η-l个视角的虚拟投影所得到的虚拟投影测量值与m个真实投影测量值相同，总测量数据的个数为J，J = mXn ；步骤三，根据系数矩阵和投影测量值构建求解参数值的方程组将被测区域划分为N个网格，对于第j束投影，投影测量值bj可以表示为
权利要求
1.一种基于虚拟数据的轴对称参数分布图像重建方法，该方法包括以下步骤步骤一，获取单一视角的投影测量数据利用单一视角投影覆盖被测参数分布场，可以是扇形束投影或平行束投影，得到m个投影测量数据；步骤二，构建虚拟测量数据共有η个视角投影覆盖被测参数分布场，η为奇数，其中一个视角的投影为真实投影，其他η-1个视角的投影为虚拟投影，每个视角的投影所覆盖的投影角度相同，使η-1个视角的虚拟投影所得到的虚拟投影测量值与m个真实投影测量值相同，总测量数据的个数为J，J = mXn ；步骤三，根据系数矩阵和投影测量值构建求解参数值的方程组将被测区域划分为N个网格，对于第j束投影，投影测量值bj可以表示为
全文摘要
本发明提供一种基于虚拟数据的轴对称参数分布图像重建方法，包括以下步骤利用覆盖被测参数分布场的单一视角投影，得到对应的投影测量值；使其它未被投影的视角，根据参数分布的轴对称特性，等效地获得对应的虚拟投影测量值；根据系数矩阵和投影测量值构建求解参数值的方程组；根据代数重建方法计算出每个网格中的参数值，进而得到轴对称参数分布图像。本发明的效果是系统结构简单，可靠性高，成本低，具有广泛的应用前景。
文档编号G01B11/27GK103047946SQ20121052801
公开日2013年4月17日 申请日期2012年12月10日 优先权日2012年12月10日
发明者曹章, 刘畅, 徐立军, 孙世杰 申请人:北京航空航天大学