電容層析成像系統(tǒng)相敏解調(diào)技術(shù)及圖像重建的開(kāi)題報(bào)告

電容層析成像系統(tǒng)相敏解調(diào)技術(shù)及圖像重建的開(kāi)題報(bào)告開(kāi)題報(bào)告標(biāo)題：電容層析成像系統(tǒng)相敏解調(diào)技術(shù)及圖像重建一、研究背景和意義電容層析成像技術(shù)是一種非侵入式成像技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、工業(yè)、安全檢測(cè)等領(lǐng)域。相較于傳統(tǒng)的X射線成像、核磁共振成像等技術(shù)，電容層析成像技術(shù)具有分辨率高、輻射劑量低、成本低等優(yōu)點(diǎn)。因此，電容層析成像技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的臨床應(yīng)用前景廣闊，也受到了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的關(guān)注。電容層析成像技術(shù)的核心思想是利用物體內(nèi)部介電常數(shù)不同的特性，通過(guò)測(cè)量電容的變化來(lái)獲取物體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的信息。常見(jiàn)的電容層析成像系統(tǒng)通常由兩個(gè)電極板和幾個(gè)相位控制器組成。然而，在高頻信號(hào)的作用下，電容層析成像系統(tǒng)產(chǎn)生的電信號(hào)非常微弱，容易被環(huán)境干擾所影響。因此，相敏解調(diào)技術(shù)被廣泛應(yīng)用于電容層析成像系統(tǒng)中以減小環(huán)境干擾對(duì)系統(tǒng)性能的影響。相敏解調(diào)技術(shù)是一種通過(guò)鎖相環(huán)等電路對(duì)電信號(hào)進(jìn)行解調(diào)的技術(shù)，可以將微弱的信號(hào)轉(zhuǎn)化為相位和幅度信息來(lái)減小環(huán)境干擾對(duì)信號(hào)的影響，并且可以在高噪聲環(huán)境下提高系統(tǒng)的靈敏度和信噪比。在電容層析成像系統(tǒng)中，相敏解調(diào)技術(shù)可以有效提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性、分辨率和成像速度，從而進(jìn)一步拓展電容層析成像技術(shù)的應(yīng)用范圍。因此，本研究旨在探究電容層析成像系統(tǒng)相敏解調(diào)技術(shù)及圖像重建方法，以進(jìn)一步提高系統(tǒng)的成像質(zhì)量和性能。二、研究?jī)?nèi)容和方法本研究將圍繞如下幾個(gè)方面進(jìn)行：1.電容層析成像系統(tǒng)原理及相關(guān)技術(shù)研究。對(duì)電容層析成像系統(tǒng)的基本原理、成像流程、成像質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)等進(jìn)行研究，并探討電容層析成像系統(tǒng)中相位控制器、鎖相環(huán)等相敏解調(diào)技術(shù)的應(yīng)用和優(yōu)化。2.電容層析成像圖像重建算法研究?；陔娙輰游龀上竦脑砗蛯?shí)際需求，對(duì)電容層析成像圖像重建算法進(jìn)行研究，包括傳統(tǒng)的反投影算法、濾波反投影算法、迭代算法等，為最終成像提供優(yōu)化方案。3.電容層析成像系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。設(shè)計(jì)和搭建電容層析成像實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)相敏解調(diào)技術(shù)的效果進(jìn)行定量評(píng)價(jià)，同時(shí)對(duì)不同重建算法的成像效果進(jìn)行實(shí)驗(yàn)比較。本研究主要采用文獻(xiàn)資料分析、仿真驗(yàn)證和實(shí)驗(yàn)研究相結(jié)合的方法，通過(guò)理論分析、數(shù)值模擬和實(shí)際實(shí)驗(yàn)等，對(duì)電容層析成像系統(tǒng)相敏解調(diào)技術(shù)及圖像重建算法進(jìn)行研究和驗(yàn)證。三、預(yù)期成果本研究預(yù)期達(dá)到如下成果：1.深入了解電容層析成像系統(tǒng)的原理和相應(yīng)的技術(shù)，對(duì)相敏解調(diào)技術(shù)及圖像重建算法進(jìn)行深入研究。2.提出并驗(yàn)證一種適用于電容層析成像系統(tǒng)的相敏解調(diào)技術(shù)，并優(yōu)化圖像重建算法，提高系統(tǒng)的成像質(zhì)量。3.成功搭建并測(cè)試出一套電容層析成像實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，開(kāi)展相應(yīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和結(jié)果分析。4.在國(guó)內(nèi)外相關(guān)學(xué)術(shù)期刊和會(huì)議上發(fā)表2-3篇高質(zhì)量的論文，為電容層析成像領(lǐng)域的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。參考文獻(xiàn)：[1]黃百川.電容層析成像技術(shù)的基本原理與應(yīng)用[J].實(shí)用電子技術(shù),2020,34(1):127-130.[2]WuWH,ChenCY,YangCC,etal.Asensitivity-enhancedsystemforcapacitance-basedtomography[J].MeasurementScienceandTechnology,2011,22(2):1-14.[3]吳鍇,王慈蕾,張玉濤,等.電容層析成像系統(tǒng)相敏解調(diào)技術(shù)研究進(jìn)展[J].光學(xué)精密工程,2017,25(8):1680-1694.[4]TakaloM,KumpulainenT,HeikkinenL.Experimentalcomparisonofcorrelationandphase-sensitivecapacitiveto-mographysystems[D].Pr