基于双域多尺度特征融合的激光吸收光谱多分辨率温度层析成像

可调谐二极管激光吸收光谱（TDLAS）层析成像是一种重要的光学非侵入式燃烧检测技术，能够实现燃烧场重要流场参数的成像测量。为解决现有TDLAS温度分布层析成像算法重建图像的空间分辨率与成像速度之间的矛盾，将多分辨率空间离散模型与多分辨率温度分布重建思想引入TDLAS层析成像，并以两级空间分辨率为例，具体构建基于双域多尺度特征融合的多分辨率温度层析成像网络（DMFMMnet）。该网络基于测量值域多尺度融合卷积，以较低的空间分辨率实现燃烧场温度分布主要特征与总体轮廓的快速重建；结合图像域自适应多尺度特征融合与测量值校正，实现燃烧场温度分布细节特征的精细重建。采用火焰动力学模拟器生成的仿真数据与TDLAS传感器获得的真实测量数据进行的重建实验表明，DMFMMnet能够以一个网络重建出两种具有不同空间分辨率的温度分布图像。在信噪比为30 dB~45 dB的范围内，与需要在每个空间分辨率下调整结构并重新训练的现有温度重建网络相比，DMFMMnet重建的低分辨率、高分辨率温度分布图像的峰值信噪比分别提升了1.98%~32.79%和0.29%~38.67%。