基于回代信赖域的电阻层析成像算法.pdf

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1、第25卷第8期传感技术学报V01．25No．82012年8月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSAug．2012ImageReconstructionAlgorithmBasedonBacktrackingTrustRegionforElectricalResistanceTomographyLIUJing，WANGHuaxiang(SchoolofElectricalEngineeringandAtaomation，TianjinUniversity，Tianjin300072，China)Abstract：Inordertoimprovetheinve

2、rseproblemsofreconstructionprocessinelectricalresistancetonmgraphy(ERT)，BacktrackingTrustRegion(BTR)isadopted．Thismethodgetstheiterativedirectionbythetrustregionalgorithmandgetstheiterationsteplengthbythebacktraetingmethod，simultaneously，thereconstructionerrorisreducedandthereconstructionqualityis

3、improved．Emulationandexperimentsshowthat，usingtheBacktrackingTrustRegionalgorithm，computingtimeisshorterandthereconstructedimageissuperiortothatobtainedwithtraditionalTrustRegionalgorithm；comparedwithLandweberandconjugategradientalgorithms，BacktrackingTrustRegionalgorithmprovidesbetterqualityimage

4、s，andpresentsaeffectivewayoftheresearchontheimagereconstructionforElectricalResistanceTomography．Keywords：electricalresistancetomography；trustregion；imagereconstruction；inverseproblemsEEACC：6140Cdoi：10．3969／j．issn．1004—1699．2012．08．017基于回代信赖域的电阻层析成像算法术刘京，王化祥(天津大学电气与自动化工程学院，天津300072)摘要：针对电阻层析成像(ERT

5、)技术中反演问题的病态性，提一种改进的回代信赖域算法BTR(BacktrackingTrustRegion)，并将其应用于气／水两相流的可视化测量。该算法通过信赖域算法获得迭代方向，通过回代技术获得迭代步长，可在减小重建误差的同时，提高成像速度。利用Comsol软件进行仿真，并设计ERT系统对各种典型流型进行测量，验证了算法的可行性。通过与Landweber算法、共轭梯度算法和现存的信赖域算法的比较，证明本文方法明显改进了成像精度和实时性。关键词：电阻层析成像；信赖域：图像重建；反演问题中图分类号：TN911．73文献标识码：A文章编号：1004—1699(2012)08—1102—05电

6、阻层析成像技术ERT(ElectricalResistance代算法如Landweber、共轭梯度和非迭代算法如Tomography)是近年来发展起来的新型测量技术，由LBP、正则化方法。为提高成像质量，文献[4]提出于该技术具有非侵入、无辐射、响应快、可视化等优改进信赖域算法，提高了图像的质量，但是改进信赖点，在医学临床监护和多相流测量领域具有广阔的域算法子问题求解计算量大、图像重建时间长。本应用前景，成为目前流动层析成像技术发展的研究文提出了一种改进的回代信赖域迭代算法，在保证热点一。图像重建的鲁棒性基础上，明显改善图像重建时间，由于电阻层析成像系统本身固有的‘软场’效同时也提高了图像

7、重建的质量。实验结果表明该算应，且获得的独立i见0量值有限，远小于图像重建的像法所重建图像的时间和质量均优于改进的信赖域素个数，逆问题求解存在严重病态性，重建图像空间算法。分辨率相对较低．制约着ERT技术进一步走向1电阻层析成像系统应用。目前用于ERT图像重建常用的方法主要有迭电阻层析成像系统(图1)一般由3部分构成：项目来源：国家自然科学基金重大国际合作项目(60820106002)；国家自然科学重点基金项目(6053