CN116485927B 基于雙靈敏場的非接觸式電阻抗成像技術圖像重建方法 （浙江大學）

ReconstructionMethodofCapacCoupledElectricalImpesensorofECTsystemb基于雙靈敏場的非接觸式電阻抗成像技術本發明公開了一種基于雙靈敏場的非接觸反投影(LBP)算法與同步迭代重建技術(SIRT)算22)基于滿場靈敏度矩陣和實際非接觸式電阻抗成像傳感器所獲取的電阻抗實部測量3)基于空場靈敏度矩陣和實際非接觸式電阻抗成像傳感器所獲取的電阻抗虛部測量4)對滿場下獲得的實部重建圖像和空場下獲得的虛部重建所述的步驟4)中，采用結合算術平均融合、減法融合與邏輯濾波算法合方法對滿場下獲得的實部重建圖像和空場下獲得的虛部重建其中，利用算術平均融合算法和減法融合算法分別計算得到4.1)通過算術平均融合算法獲得滿場下的實部重建圖像和空場下的虛部重建圖像的4.2)通過減法融合算法獲得滿場下實部重建圖像和空場下虛部重建圖像的減法融合2.根據權利要求1所述的基于雙靈敏場的非接觸式電阻抗成像技術圖像重建方法，其3.根據權利要求1所述的基于雙靈敏場的非接觸式電阻抗成像技術圖像重建方法，其對于非接觸式電阻抗成像傳感器的每一對激勵一檢測電極對，在激4.根據權利要求1所述的基于雙靈敏場的非接觸式電阻抗成像技術圖像重建方法，其35.根據權利要求1所述的基于雙靈敏場的非接觸式電阻抗成像技術圖像重建方法，其6.根據權利要求1所述的基于雙靈敏場的非接觸式電阻抗成像技術圖像重建方法，其對于圖像中的每一個像素，若該像素在實部重建圖像和虛部重建圖灰度值減去該像素在減法融合圖像中的灰度值與設定的去除程度參數λ的乘積，若結果為4[0002]電學層析成像技術(ElectricalTomography,ET)是一種導電材料的相分布?？請鲆噪娙輰游龀上?ElectricalCapacitanceTomography,ECT)技對所獲取的電阻信息或電容信息開展圖像重建，不能實現對流體電阻抗信息的充分利用，[0004]為解決技術問題，本發明提供了一種基于雙靈敏場的非接觸式電阻抗成像靈敏場的最終重建圖像。相比傳統的基于單一靈敏場的電學層析成像技術圖像重建方法，5[0008]2)基于滿場靈敏度矩陣和實際非接觸式電阻抗成像傳感器所獲取的電阻抗實部[0009]3)基于空場靈敏度矩陣和實際非接觸式電阻抗成像傳感器所獲取的電阻抗虛部容的示范且不圈定限制范圍。本發明中各個實施方式的技術特征在沒有相互沖突的前提滿場場域模型下計算獲得的滿場靈敏度矩陣和空場場域模型下計算獲得的空場靈敏度矩6[0025]vly(x,y)vp(x,y)]=0,(x,y)eQ(1)抗實部信息和虛部信息的圖像重建。本發明采用有限元方法，利用仿真軟件COMSOL和MATLAB來計算雙靈敏場下的靈敏度矩陣，在COMSOL中建立了CIT傳感器的滿場場域模型和和空場下可以分別從檢測電極(d)上測得滿場復電流和空場復電流，并計算得到滿場和空場下的電阻抗測量值。滿場復電流和空場復電流可以分別通過公式(3)和公式(4)計7[0035]滿場電阻抗的實部測量值RF和空場電阻抗的虛部測量值XE的[0036]Rf=Re(U/I)(5)[0037]XE=Im(U/I)(6)并依次計算獲得每個像素介質改變后的虛部測量值，則空場靈敏度矩陣計[0044]實際測量中，在CIT傳感器獲得66個電阻抗實部測量值和66個電阻抗虛部測量值矩陣進行圖像重建獲得電阻抗實部和虛部重建圖像。CIT的圖像重建模型可以表示為以下8和pX分別表示當管道充滿液相背景時，第n個激勵一檢測電極對獲得的實部測量值和虛部測量[0053]本發明結合LBP算法與SIRT算法求解CIT的逆問題。首先采用LBP算法計算初始圖[0063]其中，和分別是SIRT算法在第i次迭代中獲得的滿場下的實部重建圖9[0065]1)通過算術平均融合算法獲得滿場下的實部重建圖像和空場下的虛部重建圖像[0068]2)通過減法融合算法獲得滿場下實部重建圖像和空場下虛部重建圖像的減法融合上述計算獲得的算術平均融合圖像和減法融合圖像，獲得基于雙靈敏場的最終重建圖明其比傳統的基