[發(fā)明專利]一種基于參數優(yōu)化的電阻抗成像方法

在審

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• 申請日: 2023-04-07
• 公開（公告）號: CN116433868A
• 公開（公告）日: 2023-07-14
• 發(fā)明（設計）人: 戎舟;王蘇煜;袁晶晶
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: G06T17/20
• 分類號: G06T17/20;G01N27/04;G06N3/006
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 朱小兵

1.一種基于參數優(yōu)化的電阻抗成像方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、利用有限元法將被測對象區(qū)域剖分成離散單元，將電導率離散化處理，進而計算被測對象區(qū)域中不同位置的電導率變化敏感矩陣；

S2、利用被測對象區(qū)域的邊界電位分布數據，通過牛頓迭代法迭代求解，進行圖像重建。

2.根據權利要求1所述的一種基于參數優(yōu)化的電阻抗成像方法，其特征在于，S1具體為：

根據被測對象區(qū)域的阻抗分布數據以及有限元的模型數據獲得每個三角剖分單元的參數矩陣，進而獲得總體參數矩陣；

施加邊界條件，得到有限元方程，求解有限元方程最終獲得邊界電壓值；

其中，所述邊界條件為激勵電流。

3.根據權利要求1所述的一種基于參數優(yōu)化的電阻抗成像方法，其特征在于，S2中采用牛頓迭代法迭代求解，迭代公式為：

其中，Δσ_m+1、Δσ_m分別表示第m+1、m次迭代的電導率差，J表示敏感矩陣，ΔU表示電壓差，TR(·)表示Tikhonov正則化算法函數，λ₁、λ₂分別表示Tikhonov正則化參數、TV正則化參數，TV(·)表示TV正則化算法函數，分別表示的一階、二階導數。

4.根據權利要求3所述的一種基于參數優(yōu)化的電阻抗成像方法，其特征在于，采用粒子群算法產生Tikhonov正則化參數和TV正則化參數。

5.根據權利要求4所述的一種基于參數優(yōu)化的電阻抗成像方法，其特征在于，將圖像質量指標AL作為粒子群算法的適應度值：

其中，N是重建前圖像的像素總數，A′表示像素n處梯度A的轉置。

6.根據權利要求5所述的一種基于參數優(yōu)化的電阻抗成像方法，其特征在于，像素n處梯度A通過平均該像素與其12個相鄰像素之間的差值的抽象值計算得到的：

其中，[H]_n表示重建前圖像H中像素n；[H]_k表示像素n的12個相鄰像素中第k個像素，|·|表示取抽象值。

7.根據權利要求1所述的一種基于參數優(yōu)化的電阻抗成像方法，其特征在于，S2中采用牛頓迭代法的目標函數為：

其中，Δσ表示電導率差，J表示敏感矩陣，ΔU表示電壓差，TR(·)表示Tikhonov正則化算法函數，λ₁、λ₂分別表示Tikhonov正則化參數、TV正則化參數，TV(·)表示TV正則化算法函數。