電磁層析成像敏感場(chǎng)特性分析及圖像重建算法研究.pdf

1、電磁層析成像(Electromagnetic Tomographz)技術(shù)是一種基于電磁感應(yīng)原理基礎(chǔ)上新型的過程層析成像(Process Tomography)技術(shù)，本文將探索電磁層析成像技術(shù)不同激勵(lì)模式下的敏感場(chǎng)特性和圖像重建算法。電磁層析成像的原理是激勵(lì)磁場(chǎng)從不同角度激勵(lì)含有導(dǎo)磁或?qū)щ娢镔|(zhì)分布的空間，而物場(chǎng)中的所含有的導(dǎo)電物質(zhì)會(huì)產(chǎn)生電渦流、導(dǎo)磁的物質(zhì)會(huì)形成感應(yīng)磁場(chǎng)，這樣就會(huì)改變?cè)形飯?chǎng)的電磁特性分布，再通過檢測(cè)線圈從不同方向測(cè)得的數(shù)據(jù)

2、，送入數(shù)據(jù)處理和圖像重建單元因而能夠重建出空間中導(dǎo)電、導(dǎo)磁物質(zhì)的時(shí)空分布圖像。
　　本論文通過對(duì)電磁層析成像理論的研究，分析了EMT正問題與逆問題的模型，并用有限元仿真軟件Ansys仿真了16檢測(cè)線圈16激勵(lì)方向下的敏感場(chǎng)分布圖，比較了單線圈和平行場(chǎng)模式下的敏感場(chǎng)的分布情況，并對(duì)Landweber算法進(jìn)行了正則化改進(jìn)，應(yīng)用在電磁層析成像中。本文具體內(nèi)容如下：
　　1.結(jié)合電磁層析成像的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，根據(jù)電磁層析成像基礎(chǔ)理論

3、知識(shí)，研究了電磁層析成像正問題和逆問題的模型原理，并分析了正問題和逆問題模型。
　　2.選擇有限元仿真軟件Ansys對(duì)電磁層析成像的正問題進(jìn)行了求解，通過區(qū)域劃分和分片插值，將二次泛函的極值問題轉(zhuǎn)化為普通的多元二次函數(shù)極值問題，再運(yùn)用有限元剖分轉(zhuǎn)化成為矩陣方程組求解正問題。
　　3.計(jì)算了電磁層析成像圓形傳感器下的敏感場(chǎng)分布，比較了單線圈和平行場(chǎng)兩種激勵(lì)模式下的敏感場(chǎng)的分布情況，并用有限元仿真軟件Ansys仿真了16個(gè)檢測(cè)線

4、圈16個(gè)激勵(lì)方向下的敏感場(chǎng)分布圖。
　　4.分析了EMT系統(tǒng)的一些常見的圖像重建算法，包括線性反投影算法(LBP)、Tikhonov正則化法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、代數(shù)ART法，Landweber迭代法。結(jié)合有限元仿真得到的先驗(yàn)條件，用VC++仿真了LBP、Tikhonov算法，并對(duì)Landweber算法進(jìn)行了改進(jìn)，用Tikhonov正則化計(jì)算的初值代替了原有的以LBP為初值的Landweber算法，比較了這三種重建算法的圖像重建效果，分析