[发明专利]基于最优化迭代方法的注入电流式热声电阻率图像重建方法

摘要

一种基于最优化迭代方法的注入电流式热声电阻率图像重建方法，通过电极向成像目标体注入电流，在成像目标体中产生焦耳热，引起热膨胀，产生注入电流式热声信号：利用超声换能器获取目标体各断层热声信号，根据注入电流式热声声压波动方程，获取目标体每个断层上的热声源分布，利用插值法获取目标体整体的热声源分布；然后对导电物体的电阻率进行空间离散，设定电阻率的初值，根据欧姆定律，利用线性有限元方程重建目标体的矢量电位；再根据热声源和电流密度关系，结合电流连续性定理，获取电阻率所满足的关于热声源与矢量电位的方程，定义目标函数；最后将求解的矢量电位代入目标函数，利用目标函数最小化原则，求解导电物体的电阻率。

主权项

1.一种基于最优化迭代方法的注入电流式热声电阻率图像重建方法，所述的注入电流式热声电阻率图像重建方法基于注入电流式热声成像原理，所述的注入电流式热声成像方法通过电极向成像目标体注入电流，在成像目标体中产生焦耳热，引起热膨胀，产生超声信号，根据检测的超声信号，重建热声源分布和电阻率，其特征在于：所述的基于最优化迭代方法的注入电流式热声电阻率图像重建方法为：/n第一步为获取注入电流式热声信号：利用超声换能器获取目标体各断层热声信号，每个断层扫描一周进行热声信号的检测；第二步根据注入电流式热声声压波动方程，获取目标体每个断层上的热声源分布，利用插值法获取目标体整体的热声源分布；第三步对导电物体的电阻率进行空间离散，设定电阻率的初值，根据欧姆定律，利用线性有限元方程重建目标体的矢量电位；第四步根据热声源和电流密度关系，结合电流连续性定理，获取电阻率所满足的关于热声源与矢量电位的方程，定义目标函数；第五步将求解的矢量电位代入目标函数，利用目标函数最小化原则，求解导电物体的电阻率；/n所述的基于最优化迭代方法的注入电流式热声电阻率图像重建方法具体步骤如下：/n第一步：获取导电物体热声信号/n激励源(1)通过注入电极A(2)和注入电极B(4)对目标体(3)注入脉冲电流，目标体(3)在电流作用下产生焦耳热，进而产生热膨胀，激发超声信号，超声信号通过耦合剂耦合到超声换能器(5)，超声换能器(5)接收到信号后通过检测系统进行信号的放大、滤波、采集和存储，超声换能器(5)在控制器控制下对目标体进行扫描检测；/n第二步：求解目标体热声源分布/n第一步采用注入电极A(2)和注入电极B(4)，向目标体注入电流后，引发热膨胀，激发声信号，检测到声压信号，采用声压信号重建目标体上整体热声源分布；/n已知热声成像的声压波动方程：/n