[發(fā)明專利]一種強散射介質(zhì)內(nèi)部擴散光子密度波場建模方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202010645227.7 | 申請日： | 2020-07-07 |
| 公開（公告）號： | CN111931341A | 公開（公告）日： | 2020-11-13 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 張輝;羅志濤;倪中華;毛飛龍;沈浪 | 申請（專利權(quán)）人： | 東南大學(xué) |
| 主分類號： | G06F30/20 | 分類號： | G06F30/20 |
| 代理公司： | 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200 | 代理人： | 徐爾東 |
| 地址： | 210096 江蘇省*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 散射 介質(zhì) 內(nèi)部 擴散 光子 密度 建模 方法 | ||
1.一種強散射介質(zhì)內(nèi)部擴散光子密度波場建模方法，其特征在于：包括以下步驟：
第一步：根據(jù)強散射介質(zhì)光學(xué)特性參數(shù)，通過蒙特卡洛法獲得強散射介質(zhì)內(nèi)部擴散光子密度波場分布，并對其進行歸一化處理，獲得強散射介質(zhì)內(nèi)部歸一化擴散光子密度波分布結(jié)果；
第二步：基于獲得的強散射介質(zhì)內(nèi)部歸一化擴散光子密度波分布結(jié)果，利用五參數(shù)模型，結(jié)合Levenberg-Marquardt和全局通用優(yōu)化算法進行擬合，獲得光學(xué)吸收系數(shù)和約化散射系數(shù)；
第三步：基于獲取的光學(xué)吸收系數(shù)和約化散射系數(shù)，利用七參數(shù)模型，結(jié)合Levenberg-Marquardt和全局通用優(yōu)化算法對獲得的強散射介質(zhì)內(nèi)部歸一化擴散光子密度波分布結(jié)果進行擬合，獲取包含彈道區(qū)的強散射介質(zhì)內(nèi)部擴散光子密度波場分布的模擬結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強散射介質(zhì)內(nèi)部擴散光子密度波場建模方法，其特征在于：在第二步中，光學(xué)吸收系數(shù)增大時，光學(xué)吸收系數(shù)的反演精度降低，約化散射系數(shù)的反演精度獲得提高；當(dāng)折射率增大時，光學(xué)吸收系數(shù)和約化散射系數(shù)的反演精度均降低。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強散射介質(zhì)內(nèi)部擴散光子密度波場建模方法，其特征在于：前述的強散射介質(zhì)為生物組織或者為熱障涂層陶瓷層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強散射介質(zhì)內(nèi)部擴散光子密度波場建模方法，其特征在于：前述的五參數(shù)模型為OD＝I/I0＝[1-α1exp(-μ1z)][α2exp(-μ2z)+α3exp(-μ3z)] (1)其中，OD為歸一化的總擴散光子密度波場，/為被測的總擴散光子密度波場，[1-α1exp(-μ1z)]表示由于折射率不匹配引起的后散射光子密度波的累積效應(yīng)，α2為過渡區(qū)準(zhǔn)彈道光子密度波的比例系數(shù)，μ2為過渡區(qū)準(zhǔn)彈道光子密度波的光學(xué)衰減系數(shù)，α3為遠場區(qū)擴散光子密度波的比例系數(shù)，μ3為遠場區(qū)擴散光子密度波的光學(xué)衰減系數(shù)，z表示源測距離。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的強散射介質(zhì)內(nèi)部擴散光子密度波場建模方法，其特征在于：在擬合過程中，公式(1)中所有未知數(shù)的數(shù)值均大于0，且α2+α3＝1。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強散射介質(zhì)內(nèi)部擴散光子密度波場建模方法，其特征在于：前述的七參數(shù)模型為
OD＝I/I0＝[1-α1exp(-μ1z)][α2exp(-μ2z)+α3exp(-μ3z)+α4exp(-μ4z)] (2)
其中，OD為歸一化的總擴散光子密度波場，/為被測的總擴散光子密度波場，[1-α1exp(-μ1z)]表示由于折射率不匹配引起的后散射光子密度波的累積效應(yīng)，α2為過渡區(qū)準(zhǔn)彈道光子密度波的比例系數(shù)，μ2為過渡區(qū)準(zhǔn)彈道光子密度波的光學(xué)衰減系數(shù)，α3為遠場區(qū)擴散光子密度波的比例系數(shù)，μ3為遠場區(qū)擴散光子密度波的光學(xué)衰減系數(shù)，z表示源測距離，α4表示彈道區(qū)彈道光子密度波的比例系數(shù)，μ4表示彈道區(qū)彈道光子密度波的光學(xué)衰減系數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強散射介質(zhì)內(nèi)部擴散光子密度波場建模方法，其特征在于：在公式(2)中所有未知數(shù)的數(shù)值均大于0，且α2+α3+α4＝1。
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