基于改进信赖域的电容层析成像图像重建算法.pdfVIP

学兔兔 第31卷 第5期 仪 器 仪 表 学 报 V0l_31 No．5 2010年5月 Chinese Joumal of Scientific Instrument Mav 2010 基于改进信赖域的电容层析成像图像重建算法术 王莉莉 ，陈 宇 一，陈德运 ，于晓洋 (1 哈尔滨理工大学 哈尔滨 150080；2 东北林业大学 哈尔滨 150080) 摘 要：针对电容层析成像技术中的“软场”效应和病态问题，提出了一种改进信赖域的新电容层析成像算法。在分析电容层 析成像基本原理的基础上，推导出了求解ECT反问题的信赖域算法的计算步骤，同时利用BFGS公式对迭代过程中产生的Hes— se矩阵进行校正。在此基础上对信赖域算法的收敛性进行了分析和证明，算法满足收敛条件且重建图像误差小。仿真和实验 结果表明，和LBP、Landweber和共轭梯度算法相比，对于简单流型该算法兼备成像质量高、边界均匀稳定等优点，为ECT图像重 建算法的研究提供了一个新的方法。 关键词：电容层析成像；图像重建；正则化；信赖域 中图分类号：TP216 文献标识码：A 国家标准学科分类代码：510．8040 Improved trust region based image reconstruction algorithm for electrical capacitance tomography system Wang Lili ，Chen Yu ，Chen Deyun ，Yu Xiaoyang (J Harbin University of Science and Technology，Harbin 150080，China；2 Northeast Forestry University，Harbin 150040，China) Abstract：Aiming at the“soft field”effect and ill—posed problem in electrical capacitance tomography．an improved trust region based new algorithm is proposed for electrical capacitance tomography．Based on the analysis of the basic principle of electrical capacitance tomography，the calculation steps of the trust region algorithm are deduced for sol- ving ECT inverse problem，and the Hesse matrix produced in the iterative process is corrected using BFGS formula． The convergence characteristic of the trust region algorithm is analyzed；result shows that the proposed algorithm meets the convergence condition and the error of image reconstruction is smal1．Experiment and simulation results in— dicate that for simple flow pattern，compared with LBP，Landweber and conjugate gradient algorithms，this new algo— rithm provides high quality imag