电阻层析成像有限元模型与图像重建算法--详细介绍

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 当前位置:店销书,专著 信息技术,电子 信息技术,电子 信息技术,电子 电阻层析成像有限元模型与图像重建算法
   
电阻层析成像有限元模型与图像重建算法
作者:肖理庆
书名:电阻层析成像有限元模型与图像重建算法
定价:¥ 108 元
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开本: 16K
标准书号: 978-7-03-061892-4
字数(千): 326
页数: 228
出版日期: 2019-12-1
发行号: TP-8284.0101
装帧: 平装
点击热度: 300
最新印刷日期:    
 
编辑推荐
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获奖情况
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图书介绍
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  本书共分6章,主要内容如下:第1章包括电阻层析成像技术概述、发展概况及研究难点与热点;第2章简要介绍了电阻层析成像数学模型及正问题计算方法;第3章对电阻层析成像逆问题进行了概述,并重点阐述了几种常用的图像重建算法;第 4 章介绍了电阻层析成像有限元模型优化;第5章详细介绍了作者提出并通过仿真实验与物理模型实验验证有效性的图像重建算法;第6章针对人体肺部这一特定器官,详细阐述了作者在电阻层析成像有限元模型优化及静态图像重建算法方面所进行的研究。本书重点介绍了作者所提出的电阻层析成像有限元模型优化方法与图像重建算法。
  本书可作为自动化、电气工程及其自动化专业硕士生与博士生的参考资料,同时对从事电阻层析成像技术研究、设计、开发及应用的工程技术人员具有较高的参考价值。
 
前言
...........................................................................................................................................
  作为现代科学技术领域中一个极其重要的分支,图像科学包含图像形成、获取、传输、存储、处理、分析及识别等各个方面,而科学成熟的标志便是能够运用真实的图像揭示事物复杂的过程与结构。作为近年来发展起来的一种新型测量技术,电学层析成像(electrical tomography,ET)技术在工业与生物医学等领域具有诱人的应用前景,而电阻层析成像(electrical resistance tomography,ERT)技术是电学层析成像技术的一个重要分支,以图像的形式重建敏感场域内介质电阻率/电导率的分布状态,不仅可使以导电介质为连续相的被测介质的测量信息二维化、立体化,还具有响应速度快、安全无辐射、成本低、适用范围广等优点,自问世以来便受到国内外科学工作者的广泛关注,目前已成为发展速度较快的电学层析成像技术之一。
  作为电阻抗层析成像(electrical impedance tomography,EIT)技术的简化形式,电阻层析成像技术在权衡敏感场有效边界电压数目、敏感场性质等基础上,根据物场内被测对象,选择一定的数据采集模式,通过对等间隔排列在被测场域边界的电极阵列(传感器单元)依次交替施加低频激励信号,在被测场域内部建立可从不同观测角度扫描被测场域并具有“软场”(soft­field)特性的敏感场,通过具有较高灵敏度与信噪比的数据采集电路测量敏感场边界电压,并将其传送至控制单元,控制单元通过图像重建算法重建敏感场域内介质电阻率/电导率的分布状态,可应用于气/液两相流空隙率测量,以及流型识别、气/液混合过程、地质勘探、医学成像、环境监测等领域。
  作者自硕士研究生阶段便一直从事电阻层析成像技术研究,本书是十余年研究成果的结晶。本书共分6章,较全面地介绍了作者在电阻层析成像技术方面的研究内容,重点阐述了作者提出的电阻层析成像有限元模型优化方法与图像重建算法,并通过仿真实验与物理模型实验验证其有效性。
  本书是在淮南师范学院2018年度校级科学研究重点项目(编号:2018xj18zd)、安徽省2019年度高校优秀青年人才支持计划重点项目(编号:gxyqZD2019065)资助下完成的,感谢淮南师范学院的大力支持。感谢作者博士生导师王化祥教授、博士后合作导师曾周末教授对一名普通本科院校青年教师的理解与大力支持,六年的博士研究生、博士后的学习及研究经历让作者终身受益。
  由于作者水平有限,书中难免有不妥之处,恳请读者不吝赐教,并表示诚挚的谢意。

                                                                 肖理庆     
                                                            2019年6月10日
 
图书目录
...........................................................................................................................................
第1章  绪论    1
1.1 引言    1
1.2 电阻层析成像技术概述    1
1.3 电阻层析成像技术发展概况    3
1.3.1  电阻层析成像电极阵列(传感器单元)的设计与优化    4
1.3.2  图像重建算法研究    6
1.3.3  电阻层析成像技术的应用性开发    9
1.4 电阻层析成像技术研究难点与热点    14
1.5 小结    15
参考文献    15
第2章  电阻层析成像正问题    20
2.1 引言    20
2.2 电阻层析成像数学模型    20
2.3 电阻层析成像正问题计算    21
2.3.1  有限元法    23
2.3.2  有限差分法    28
2.3.3  边界元法    29
2.3.4  无网格法    29
2.4 小结    30
参考文献    30
第3章  电阻层析成像逆问题    33
3.1 引言    33
3.2 电阻层析成像逆问题概述    33
3.3 线性反投影算法    34
3.4 牛顿­拉夫逊算法    36
3.5 Landweber算法    38
3.6 共轭梯度算法    39
3.7 Tikhonov正则化算法    40
3.8 小结    41
参考文献    41
第4章  电阻层析成像有限元模型优化    44
4.1 引言    44
4.2 遗传算法与粒子群算法概述    44
4.2.1  遗传算法概述    44
4.2.2  粒子群算法概述    45
4.3 改进遗传算法与改进粒子群算法    46
4.3.1  改进遗传算法    46
4.3.2  改进粒子群算法    52
4.4 有限元节点编号优化    56
4.5 有限元模型拓扑结构优化    61
4.5.1  以提高正问题计算精度为优化目标    62
4.5.2  以改善空场灵敏度矩阵病态程度为优化目标    93
4.6 阵列电极宽度优化    109
4.7 小结    114
参考文献    114
第5章  电阻层析成像图像重建算法    117
5.1 引言    117
5.2 基于改进正则化因子选取策略的修正牛顿­拉夫逊算法    117
5.3 基于灵敏度矩阵自动更新策略的改进牛顿­拉夫逊算法    124
5.4 基于自动选取阈值策略的改进牛顿­拉夫逊算法    132
5.5 基于有限元模型细化的改进牛顿­拉夫逊算法    141
5.6 基于空场灵敏度矩阵预处理的改进Landweber算法    152
5.7 基于增益因子离线选取策略的改进Landweber预迭代算法    155
5.8 基于遗传算法的组合图像重建算法    164
5.9 基于聚类的组合图像重建算法    168
5.10 小结    182
参考文献    182
第6章  人体肺部电阻层析成像技术    184
6.1 引言    184
6.2 人体肺部电阻层析成像有限元模型优化    186
6.2.1  确定有限元模型节点数目与有限元数目    186
6.2.2  有限元节点编号优化    187
6.2.3  有限元模型拓扑结构优化    189
6.2.4  基于先验知识阵列电极宽度优化    200
6.3 改进粒子群人体肺部电阻层析成像静态图像重建算法    209
6.4 小结    218
参考文献    218
 
 
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