[發明專利]基于殘缺P3近似正向模型測量混濁介質光學參數的方法

有效

• 申請號: 201710755759.4
• 申請日: 2017-08-29
• 公開（公告）號: CN107411716B
• 公開（公告）日: 2020-03-06
• 發明（設計）人: 趙會娟;劉玲玲;萬文博;高峰
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00;A61N5/067;G16H50/50
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 李麗萍

1.一種基于殘缺P3近似正向模型測量混濁介質光學參數的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、建立輻射率的殘缺P3近似正向模型，表達式如下：

式(1)中，r為源探距離，θ為探測方向相對于徑向方向向量的角度，S₀為光源強度，P_l(cosθ)為勒讓德多項式，Q_l(-νr)為修正的第二類球貝塞爾函數，以遞推形式給出將該函數的表達式，如下：

式(1)中的ν為漸進衰減系數，其表達式為：

式(3)中，ξ＝27μ_aμ′_s+28μ_aσ₃+35σ₂σ₃，ζ＝3780μ_aμ′_sσ₂σ₃；其中，μ_a為吸收系數，μ_s為散射系數，σ_l為l階吸收系數，定義σ_l＝μ_a+μ_s(1-g^l)，l＝2,3，其中，g為各向異性因子，μ′_s＝μ_a+μ_s(1-g)為約化散射系數；

式(1)中的h_l(ν)，l＝0,...,3，為：

式(1)中的C′為：

式(5)中，ν⁺為瞬時衰減系數，定義

步驟二、基于殘缺P3近似正向模型，發展光學參數解析反構的算法，從而得到被測混濁介質的吸收系數μ_a和約化散射系數μ′_s，步驟如下：

步驟2-1、首先確定兩個源探距離r和r′及分別對應的四個角度θ_i，i＝0,...,3，然后分別測量兩個源探距離r和r′下四個角度θ_i，i＝0,...,3下的輻射率：L_m(r,θ_i)，L_m(r′,θ_i)；

步驟2-2、利用式(6)求解式(1)中的S₀C′h_l(ν)Q_l(-νr),l＝0,1,2，

式(6)右邊簡寫為f_l(r,θ₀,θ₁,θ₂,θ₃)，l＝0,1,2，式(6)中，α_i(r,θ₀,θ₁,θ₂)、α_i(r,θ₀,θ₁,θ₃)、β_ij(θ₀,θ₁,θ₂)和β_ij(θ₀,θ₁,θ₃)為：

步驟2-3、求解漸進衰減系數ν：

構建f₀(r,θ₀,θ₁,θ₂,θ₃)與f₀(r′,θ₀,θ₁,θ₂,θ₃)之比：

式(8)中Q₀(-νr′)＝(-νr′)^-1exp(-νr′)，求解式(8)得到漸進衰減系數ν為：

步驟2-4、求解h₁(ν)和h₂(ν)：

構建f_l(r,θ₀,θ₁,θ₂,θ₃)，l＝1,2與f₀(r,θ₀,θ₁,θ₂,θ₃)之比：

通過式(10)求得h₁(ν)和h₂(ν)為：

步驟2-5、根據式(4)得到被測混濁介質的吸收系數μ_a和約化散射系數μ′_s：