CN116485927B 基于双灵敏场的非接触式电阻抗成像技术图像重建方法 （浙江大学）

ReconstructionMethodofCapacCoupledElectricalImpesensorofECTsystemb基于双灵敏场的非接触式电阻抗成像技术本发明公开了一种基于双灵敏场的非接触反投影(LBP)算法与同步迭代重建技术(SIRT)算22)基于满场灵敏度矩阵和实际非接触式电阻抗成像传感器所获取的电阻抗实部测量3)基于空场灵敏度矩阵和实际非接触式电阻抗成像传感器所获取的电阻抗虚部测量4)对满场下获得的实部重建图像和空场下获得的虚部重建所述的步骤4)中，采用结合算术平均融合、减法融合与逻辑滤波算法合方法对满场下获得的实部重建图像和空场下获得的虚部重建其中，利用算术平均融合算法和减法融合算法分别计算得到4.1)通过算术平均融合算法获得满场下的实部重建图像和空场下的虚部重建图像的4.2)通过减法融合算法获得满场下实部重建图像和空场下虚部重建图像的减法融合2.根据权利要求1所述的基于双灵敏场的非接触式电阻抗成像技术图像重建方法，其3.根据权利要求1所述的基于双灵敏场的非接触式电阻抗成像技术图像重建方法，其对于非接触式电阻抗成像传感器的每一对激励一检测电极对，在激4.根据权利要求1所述的基于双灵敏场的非接触式电阻抗成像技术图像重建方法，其35.根据权利要求1所述的基于双灵敏场的非接触式电阻抗成像技术图像重建方法，其6.根据权利要求1所述的基于双灵敏场的非接触式电阻抗成像技术图像重建方法，其对于图像中的每一个像素，若该像素在实部重建图像和虚部重建图灰度值减去该像素在减法融合图像中的灰度值与设定的去除程度参数λ的乘积，若结果为4[0002]电学层析成像技术(ElectricalTomography,ET)是一种导电材料的相分布。空场以电容层析成像(ElectricalCapacitanceTomography,ECT)技对所获取的电阻信息或电容信息开展图像重建，不能实现对流体电阻抗信息的充分利用，[0004]为解决技术问题，本发明提供了一种基于双灵敏场的非接触式电阻抗成像灵敏场的最终重建图像。相比传统的基于单一灵敏场的电学层析成像技术图像重建方法，5[0008]2)基于满场灵敏度矩阵和实际非接触式电阻抗成像传感器所获取的电阻抗实部[0009]3)基于空场灵敏度矩阵和实际非接触式电阻抗成像传感器所获取的电阻抗虚部容的示范且不圈定限制范围。本发明中各个实施方式的技术特征在没有相互冲突的前提满场场域模型下计算获得的满场灵敏度矩阵和空场场域模型下计算获得的空场灵敏度矩6[0025]vly(x,y)vp(x,y)]=0,(x,y)eQ(1)抗实部信息和虚部信息的图像重建。本发明采用有限元方法，利用仿真软件COMSOL和MATLAB来计算双灵敏场下的灵敏度矩阵，在COMSOL中建立了CIT传感器的满场场域模型和和空场下可以分别从检测电极(d)上测得满场复电流和空场复电流，并计算得到满场和空场下的电阻抗测量值。满场复电流和空场复电流可以分别通过公式(3)和公式(4)计7[0035]满场电阻抗的实部测量值RF和空场电阻抗的虚部测量值XE的[0036]Rf=Re(U/I)(5)[0037]XE=Im(U/I)(6)并依次计算获得每个像素介质改变后的虚部测量值，则空场灵敏度矩阵计[0044]实际测量中，在CIT传感器获得66个电阻抗实部测量值和66个电阻抗虚部测量值矩阵进行图像重建获得电阻抗实部和虚部重建图像。CIT的图像重建模型可以表示为以下8和pX分别表示当管道充满液相背景时，第n个激励一检测电极对获得的实部测量值和虚部测量[0053]本发明结合LBP算法与SIRT算法求解CIT的逆问题。首先采用LBP算法计算初始图[0063]其中，和分别是SIRT算法在第i次迭代中获得的满场下的实部重建图9[0065]1)通过算术平均融合算法获得满场下的实部重建图像和空场下的虚部重建图像[0068]2)通过减法融合算法获得满场下实部重建图像和空场下虚部重建图像的减法融合上述计算获得的算术平均融合图像和减法融合图像，获得基于双灵敏场的最终重建图明其比传统的基