采用曲波变换和电容层析成像的两相流含水率测量方法

摘要

针对电容层析成像(ECT)逆问题的欠定性，提出了一种基于曲波变换的图像稀疏重构算法。首先，采用曲波变换基作为稀疏基，从多尺度对模拟介质分布图像进行稀疏表示，提高了ECT灰度值向量的稀疏度；其次，应用迭代软阈值算法对曲波系数进行稀疏重构，同时使用奇异值分解算法计算最优灵敏度广义逆矩阵；最后，搭建ECT测量平台，通过静态实验重构5种典型实际流型，验证所提算法的有效性。实验结果表明：所提算法可有效抑制伪影，重构图像边界清晰，同时在图像相关系数、相对图像误差上均优于传统重构算法，比Landweber迭代算法相关系数提高约37.9%,相对误差减小约17.6%;基于稀疏重构的后处理图像可用于截面含水率的测量，含水率平均误差低于10%,最低为4.32%。该方法有效提高了ECT重构图像质量，能够满足天然气精准开采的工业需求。

关键词

电容层析成像 / 曲波变换 / 两相流 / 图像稀疏重构算法

基金资助

国家自然科学基金资助项目（52177009）; 陕西省科技攻关计划资助项目（2016GY-001）