时频光热多源信息融合的非均匀弥散介质多宗量场反演研究

基本信息
批准号:51476043
项目类别:面上项目
资助金额:83.00
负责人:齐宏
学科分类:
依托单位:哈尔滨工业大学
批准年份:2014
结题年份:2018
起止时间:2015-01-01 - 2018-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:阮立明,贺振宗,牛春洋,乔要宾,任亚涛,孙双成,宫帅
关键词:
辐射反问题辐射传输弥散介质多宗量场反演
结项摘要

Non-contact measurement of multi-parameter fields (optical properties, thermal paramters, temperature fields etc.) in disperse media is a challenging problem in many application areas, such as bioluminescent imaging, combustion diagnostics, infrared detection, target detection and new bio-energy utilization. These multi-parameter fields need to be retrieved by inverse methods using measured thermal and/or optical information. Due to the complex interrelation between multi-parameter fields, the inverse problem of simultaneous reconstruction in multi-dimensional non-uniform disperse media possesses serious ill-posed and multi-valued features. It cannot be effectively solved by present inverse theories based on single optical or thermal information. Thus, this study proposes a solution for this big challenge, in which a hybrid intelligent optimization and gradient-based algorithm combined with regularization theory is developed to solve the inverse problem based on synthetizing the time-frequency domain thermal and optical information as the prior information. This project includes the following research aspects: An efficient and accurate forward model is established to simulate the time-frequency optical and thermal information on the boundary of disperse media. On this basis, the time-resolved optical information, amplitude and phase information of frequency modulated light and time-resolved temperature response are synthetized as the prior information. The sensitive ranges of the time-frequency thermal and optical information for the optical and thermal parameters reconstruction in dispersed media are determined. Then, new theories and algorithms are developed to overcome the ill-posed characteristic. Finally, a general multi-parameter fields reconstruction theory and method for nonuniform dispersed media are developed. It will provide a theoretical foundation and algorithm support for the developing of high technologies such as optical imaging and combustion diagnostics etc.

弥散介质内多宗量场(光学特性、热物性、温度等)非接触测量是生物光学成像、燃烧诊断、红外检测等领域面临的难题,需通过测量外部光或热信号,利用数值反演方法实现。然而多维非均匀弥散介质多宗量间存在复杂相互关联性,致使协同重建逆问题存在严重病态性和多值性,依靠现有的单一光或热信息反演理论无法有效解决。因此,本研究提出综合利用时频光热信号等多源信息,采用智能优化-梯度混合算法,结合正则化理论,旨在解决多维非均匀弥散介质内多宗量场的协同反演。内容包括:建立高效准确的弥散介质时频域光热信息正算模型;在此基础上,融合时间分辨光信息、调频光幅值相位信息及时变温度响应等多源信息,确定时频光热测量信号对弥散介质光热参数重建的敏感区间,发展克服病态、多值性的新模型和新算法;最终构建具有广泛适用性的非均匀弥散介质多宗量场协同重建理论及方法,为光学成像、燃烧诊断等高新技术的发展提供理论基础和算法支撑。

项目摘要

弥散介质内多宗量场(光学特性、热物性、温度等)非接触测量是生物光学成像、燃烧诊断、红外检测等领域面临的难题,需通过测量外部光或热信号,利用数值反演方法实现。然而多维非均匀弥散介质多宗量间存在复杂相互关联性,致使协同重建逆问题存在严重病态性和多值性,依靠现有的单一光或热信息反演理论无法有效解决。因此,本研究提出综合利用时频光热信号等多源信息,采用智能优化—梯度混合算法,结合正则化理论,旨在解决多维非均匀弥散介质内多宗量场的协同反演。本项目主要研究内容包括:建立了高效准确的弥散介质时频域光热信息正算模型;在此基础上,融合时间分辨光信息、调频光幅值相位信息及时变温度响应等多源信息,确定了时频光热测量信号对弥散介质光热参数重建的敏感区间,发展了克服病态、多值性的新模型和新算法;最终构建了具有广泛适用性的非均匀弥散介质多宗量场协同重建理论及方法,为光学成像、燃烧诊断等高新技术的发展提供了理论基础和算法支撑。主要成果包括发表刊物论文44篇(其中国际刊物40篇)、国际会议论文4篇,其中,SCI检索40篇,EI收录4篇,申报发明专利8项。培养博士后1人(在站),博士研究生5人(已毕业)、硕士研究生6人(已毕业)。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

气相色谱-质谱法分析柚木光辐射前后的抽提物成分

气相色谱-质谱法分析柚木光辐射前后的抽提物成分

DOI:10.14067/j.cnki.1673-923x.2018.02.019
发表时间:2018
2

针灸治疗胃食管反流病的研究进展

针灸治疗胃食管反流病的研究进展

DOI:
发表时间:2022
3

基于多模态信息特征融合的犯罪预测算法研究

基于多模态信息特征融合的犯罪预测算法研究

DOI:
发表时间:2018
4

疏勒河源高寒草甸土壤微生物生物量碳氮变化特征

疏勒河源高寒草甸土壤微生物生物量碳氮变化特征

DOI:10.5846/stxb201912262800
发表时间:2020
5

惯性约束聚变内爆中基于多块结构网格的高效辐射扩散并行算法

惯性约束聚变内爆中基于多块结构网格的高效辐射扩散并行算法

DOI:10.19596/j.cnki.1001-246x.8419
发表时间:2022

齐宏的其他基金

相似国自然基金

1

乳腺肿瘤红外检测中的多宗量寻源热传导反演

批准号:51176126
批准年份:2011
负责人:卢玫
学科分类:E0603
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
2

多宗量偶应力反问题求解

批准号:10472019
批准年份:2004
负责人:杨海天
学科分类:A0708
资助金额:25.00
项目类别:面上项目
3

基于多源观测信息融合的地壳粘弹性形变反演模型研究

批准号:41274006
批准年份:2012
负责人:独知行
学科分类:D0401
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
4

非均匀地质介质中电磁波色散的逆源反演研究

批准号:40574032
批准年份:2005
负责人:曹俊兴
学科分类:D0405
资助金额:47.00
项目类别:面上项目