基于L1和L2范數(shù)的EIT靜態(tài)成像算法的對(duì)比研究.pdf

1、電阻抗層析成像(Electrical Impedance Tomography，EIT)是最近些年發(fā)展起來的一種新型的電學(xué)測(cè)量技術(shù)，具有可視化、無輻射、非侵入、響應(yīng)快、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單以及成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。在EIT技術(shù)中，根據(jù)成像目標(biāo)的不同，可以分為動(dòng)態(tài)成像和靜態(tài)成像兩類。靜態(tài)成像是以電導(dǎo)率的絕對(duì)值分布作為成像目標(biāo)，重建的是電導(dǎo)率的絕對(duì)值分布，能反映電導(dǎo)率分布的實(shí)際情況，與動(dòng)態(tài)成像相比，所包含的信息較大，對(duì)理論和臨床診斷具有重要的意義，因此靜態(tài)成

2、像算法成為當(dāng)前EIT技術(shù)研究的重點(diǎn)。圖像重建算法的目標(biāo)函數(shù)為電壓測(cè)量值與電壓計(jì)算值之間殘差的范數(shù)與罰函數(shù)兩項(xiàng)之和，這兩項(xiàng)分別可以采用L1范數(shù)或 L2范數(shù)，本文研究了它們分別采用 L1范數(shù)或 L2范數(shù)時(shí)算法的成像能力以及抗噪能力。Newton-Raphson類靜態(tài)成像算法兩項(xiàng)都采用L2范數(shù)，對(duì)于采用L1范數(shù)的情況采用原始-對(duì)偶內(nèi)點(diǎn)法求解。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　1.使用仿真軟件Eidors-v3.7.1設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)系統(tǒng)，評(píng)價(jià)系統(tǒng)包

3、括評(píng)價(jià)模型和評(píng)價(jià)參數(shù)。建立9個(gè)評(píng)價(jià)模型，可以用于評(píng)估算法對(duì)于目標(biāo)的位置、形狀、尺寸、數(shù)目和電導(dǎo)率的重建能力。評(píng)價(jià)參數(shù)包括圖像相關(guān)系數(shù)、圖像誤差和運(yùn)行時(shí)間，可以用于定量的評(píng)估算法的成像能力。
　　2.對(duì) Newton-Raphson類四種靜態(tài)成像算法的原理及特點(diǎn)進(jìn)行描述和總結(jié)，并編寫 MATLAB程序，在此基礎(chǔ)上，使用評(píng)價(jià)系統(tǒng)分別對(duì)四種算法進(jìn)行成像，然后以對(duì)成像結(jié)果進(jìn)行分析研究，從而對(duì)比不同算法的重建能力。
　　3.使用原始-