[发明专利]一种基于参数优化的电阻抗成像方法

权利要求书

1.一种基于参数优化的电阻抗成像方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、利用有限元法将被测对象区域剖分成离散单元，将电导率离散化处理，进而计算被测对象区域中不同位置的电导率变化敏感矩阵；

S2、利用被测对象区域的边界电位分布数据，通过牛顿迭代法迭代求解，进行图像重建。

2.根据权利要求1所述的一种基于参数优化的电阻抗成像方法，其特征在于，S1具体为：

根据被测对象区域的阻抗分布数据以及有限元的模型数据获得每个三角剖分单元的参数矩阵，进而获得总体参数矩阵；

施加边界条件，得到有限元方程，求解有限元方程最终获得边界电压值；

其中，所述边界条件为激励电流。

3.根据权利要求1所述的一种基于参数优化的电阻抗成像方法，其特征在于，S2中采用牛顿迭代法迭代求解，迭代公式为：

其中，Δσ_m+1、Δσ_m分别表示第m+1、m次迭代的电导率差，J表示敏感矩阵，ΔU表示电压差，TR(·)表示Tikhonov正则化算法函数，λ₁、λ₂分别表示Tikhonov正则化参数、TV正则化参数，TV(·)表示TV正则化算法函数，分别表示的一阶、二阶导数。

4.根据权利要求3所述的一种基于参数优化的电阻抗成像方法，其特征在于，采用粒子群算法产生Tikhonov正则化参数和TV正则化参数。

5.根据权利要求4所述的一种基于参数优化的电阻抗成像方法，其特征在于，将图像质量指标AL作为粒子群算法的适应度值：

其中，N是重建前图像的像素总数，A′表示像素n处梯度A的转置。

6.根据权利要求5所述的一种基于参数优化的电阻抗成像方法，其特征在于，像素n处梯度A通过平均该像素与其12个相邻像素之间的差值的抽象值计算得到的：

其中，[H]_n表示重建前图像H中像素n；[H]_k表示像素n的12个相邻像素中第k个像素，|·|表示取抽象值。

7.根据权利要求1所述的一种基于参数优化的电阻抗成像方法，其特征在于，S2中采用牛顿迭代法的目标函数为：

其中，Δσ表示电导率差，J表示敏感矩阵，ΔU表示电压差，TR(·)表示Tikhonov正则化算法函数，λ₁、λ₂分别表示Tikhonov正则化参数、TV正则化参数，TV(·)表示TV正则化算法函数。