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深度学习图像重建算法联合自适应滤波在减轻胸廓入口处伪影的应用
1
作者 刘泽群 贺松 马中玉 《中国医学计算机成像杂志》 CSCD 北大核心 2024年第6期755-759,共5页
目的:探究在胸部低剂量CT中应用深度学习图像重建算法(DLIR)联合自适应滤波(AF)在减少胸廓入口处伪影方面的临床价值。方法:回顾性收集行胸部低剂量CT筛查并偶发甲状腺疾病的患者150例。扫描完成后对原始数据进行图像重建。A组(常规组)... 目的:探究在胸部低剂量CT中应用深度学习图像重建算法(DLIR)联合自适应滤波(AF)在减少胸廓入口处伪影方面的临床价值。方法:回顾性收集行胸部低剂量CT筛查并偶发甲状腺疾病的患者150例。扫描完成后对原始数据进行图像重建。A组(常规组)采用常规迭代算法进行重建;B组采用DLIR进行重建,并根据DLIR 1~4等级分为B1~B4四个亚组;C组使用DLIR联合AF进行图像重建,也根据DLIR的等级分为C1~C4四个亚组。由2名观察者对图像伪影和病灶显示清晰度进行5分制主观评分。在胸廓入口的横断面上,选择伪影最明显的层面分别测量甲状腺、肌肉均匀处及肌肉伪影处的CT值和噪声(SD)值,并计算相应的信噪比(SNR)、对比度噪声比(CNR)及伪影指数(AI)。结果:2名观察者的主观评分一致性良好(Kappa值范围为0.751~0.953,P<0.05)。在图像伪影评估方面,B组内各亚组得分均低于A组,但C组得分相较于B组大幅度提高,其中C4组得分最高且优于A组(P<0.05)。在病灶显示清晰度方面,C3组得分最高并优于A组(P<0.05)。B1~B3组的SNR和CNR均低于A组,但C组SNR和CNR相较于B组有大幅度提升,其中C4组最高并优于A组(P<0.05)。C3组和C4组的AI值最低,且低于A组(P<0.05)。结论:随着人工智能和医学成像技术的不断发展与融合,在胸部低剂量CT中使用DLIR等级3联合AF可以明显减少胸廓入口处条状伪影,从而更准确地识别肺外甲状腺疾病。 展开更多
关键词 计算机体层成像 深度学习图像重建算法 自适应滤波 伪影
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基于单像素成像的图像重建算法研究
2
作者 刘强 张睿 +3 位作者 何俊佳 刘新茹 张文浩 高云鹏 《印刷与数字媒体技术研究》 CAS 北大核心 2024年第6期15-21,共7页
图像处理和重构算法是单像素成像系统中重要环节。本研究针对QR码的重建,通过对比7种常用的传统图像处理和重构算法,研究图像重建效果,其中全变分压缩感知算法(Total Variation Algorithm,TV)成像效果最优。最后采用TV算法和基于TV算法... 图像处理和重构算法是单像素成像系统中重要环节。本研究针对QR码的重建,通过对比7种常用的传统图像处理和重构算法,研究图像重建效果,其中全变分压缩感知算法(Total Variation Algorithm,TV)成像效果最优。最后采用TV算法和基于TV算法优化的TVAL3算法(Total Variation Augmented Lagrangian Alternating Direction Algorithm)分别对QR码和常见的图片进行重建试验。结果显示,TVAL3算法的重建速度和效果优于TV算法,无论对简单图像或是复杂图像均表现出较好的成像效果。本研究可为单像素成像图像重建算法应用提供有价值的参考。 展开更多
关键词 单像素成像 图像重建算法 压缩感知 稀疏表达 TVAL3
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基于高斯函数与正则化法的复杂温度场图像重建算法研究 被引量：43
3
作者 田丰 孙小平 +2 位作者 邵富群 王福利 王琳霖 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第5期212-215,220,共5页
针对高斯函数温度场重建算法在复杂温度场图像重建中精度较低问题,提出一种基于高斯函数级数与正则化方法相结合的复杂温度场重建算法,通过在温度场重建中加入火焰先验信息,实现在较少测量数据下炉内复杂温度场的重建。仿真结果表明,该... 针对高斯函数温度场重建算法在复杂温度场图像重建中精度较低问题,提出一种基于高斯函数级数与正则化方法相结合的复杂温度场重建算法,通过在温度场重建中加入火焰先验信息,实现在较少测量数据下炉内复杂温度场的重建。仿真结果表明,该算法比高斯函数温度场重建算法具有较高精度和抗干扰能力,而重建速度相当,可望将该算法用于电站锅炉炉膛的二维温度场重建。 展开更多
关键词 电站 锅炉 炉膛 高斯函数 正则化法 温度场 图像重建算法 高斯函数
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基于遗传算法的组合ERT图像重建算法研究 被引量：21
4
作者 肖理庆 邵晓根 +2 位作者 李子龙 石天明 张亮 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期305-311,共7页
针对目前电阻层析成像图像重建算法存在成像精度较低的问题,以及为了满足应用于多相流领域的精度要求,提出一种基于遗传算法的组合算法,将线性反投影算法、修正的牛顿-拉夫逊类算法与区间剖分引入遗传算法种群初始化操作中,同时为了改... 针对目前电阻层析成像图像重建算法存在成像精度较低的问题,以及为了满足应用于多相流领域的精度要求,提出一种基于遗传算法的组合算法,将线性反投影算法、修正的牛顿-拉夫逊类算法与区间剖分引入遗传算法种群初始化操作中,同时为了改善单纯遗传算法局部搜索能力差与未成熟收敛的问题,将粒子群算法引入遗传算法变异操作中。实验结果表明组合算法效果明显优于线性反投影算法,修正的牛顿-拉夫逊类算法,有效克服了遗传算法早熟收敛现象,提高了成像精度。 展开更多
关键词 电阻层析成像 图像重建算法 遗传算法 粒子群算法
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正则化优化修正的电容层析成像图像重建算法 被引量：15
5
作者 赵进创 傅文利 +1 位作者 张锦雄 李陶深 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期1-4,38,共5页
提出一种基于正则化优化修正的电容层析成像图像重建算法。首先利用 Tikhonov正则化法求解系统的逆问题 ,解决逆问题解的不适定性 ;然后利用优化修正法对初始图像进行修正 ,以提高重建图像的质量。实验结果表明 ,该法在重建图像质量和... 提出一种基于正则化优化修正的电容层析成像图像重建算法。首先利用 Tikhonov正则化法求解系统的逆问题 ,解决逆问题解的不适定性 ;然后利用优化修正法对初始图像进行修正 ,以提高重建图像的质量。实验结果表明 ,该法在重建图像质量和图像重建速率两方面均具有优势。 展开更多
关键词 电容层析成像 图像重建算法 正则化 优化修正 计算机 电容敏感机理
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基于遗传算法电容层析成像图像重建算法的研究 被引量：14
6
作者 陈德运 郑贵滨 +1 位作者 于晓洋 孙立镌 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第3期207-211,共5页
采用了有限元法和归一化敏感场对传感器进行了仿真分析和计算,并提出了敏感场数值从有限元域到成像域的转换方法和一种新的基于遗传算法的ECT图像重建方法。该图像重建方法利用流型数据作为初始值在一定的范围内搜索最优解,能以较高的... 采用了有限元法和归一化敏感场对传感器进行了仿真分析和计算,并提出了敏感场数值从有限元域到成像域的转换方法和一种新的基于遗传算法的ECT图像重建方法。该图像重建方法利用流型数据作为初始值在一定的范围内搜索最优解,能以较高的精度重建两相流体的断层图像,为ECT图像重建算法的研究提供了一个新的思路。 展开更多
关键词 电容层析成像 图像重建算法 遗传算法 有限元法
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两相流参数测量ERT图像重建算法的研究 被引量：13
7
作者 李英 黄志尧 +1 位作者 冀海峰 李海青 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期382-385,共4页
基于灵敏度理论建立了电阻层析成像(ERT)图像重建的数学模型,提出了一种将Tikhonov正则化技术和代数重建技术(ART)相结合的组合型ERT图像重建算法.研究表明,该算法较为稳定,能克服测量数据波动对图像重建的影响,同时仿真研究结果表明,... 基于灵敏度理论建立了电阻层析成像(ERT)图像重建的数学模型,提出了一种将Tikhonov正则化技术和代数重建技术(ART)相结合的组合型ERT图像重建算法.研究表明,该算法较为稳定,能克服测量数据波动对图像重建的影响,同时仿真研究结果表明,与目前常用的灵敏度系数图像重建算法相比,该算法在图像重建质量方面得到了一定的改善. 展开更多
关键词 两相流 参数测量 电阻层析成像 ERT 图像重建算法 TIKHONOV正则化 代数重建 数学模型
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电容层析成像传感器场域剖分及图像重建算法 被引量：6
8
作者 陈德运 杨从晶 +2 位作者 郑贵滨 于晓洋 孙立镌 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期229-234,共6页
电容层析成像传感器的敏感场受多相流介质分布的影响,软场特性给图像重建带来很大困难,为了提高重建图像质 量,对敏感场分布进行分析是非常必要的。采用有限元法,通过对敏感机理的分析,提出一种利用不等间距的场域剖分方法, 对敏感场分... 电容层析成像传感器的敏感场受多相流介质分布的影响,软场特性给图像重建带来很大困难,为了提高重建图像质 量,对敏感场分布进行分析是非常必要的。采用有限元法,通过对敏感机理的分析,提出一种利用不等间距的场域剖分方法, 对敏感场分布进行计算机仿真,依据敏感场计算的数据及测量结果,提出了基于遗传算法的图像重建算法。实验证明有限元 模型是正确的,说明利用不等间距的剖分形式可以得到较好的仿真结果,重建的图像具有较高的精度。 展开更多
关键词 敏感场 电容层析成像 图像重建算法 传感器 仿真结果 重建图像 剖分 实验证明 场分布 正确
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改进敏感场的电容层析成像图像重建算法 被引量：8
9
作者 赵进创 刘金花 +2 位作者 黎志刚 傅文利 李贤宇 《计算机工程与应用》 CSCD 2012年第4期167-169,共3页
针对电容层析成像系统中敏感场的"软场"特性,提出了一种基于成像敏感场灵敏度均值滤波的Landweber图像重建算法。该算法是通过模板卷积的方式对敏感场灵敏度进行邻域平均,降低靠近极板区域的灵敏度,提高管道中心区域的灵敏度... 针对电容层析成像系统中敏感场的"软场"特性,提出了一种基于成像敏感场灵敏度均值滤波的Landweber图像重建算法。该算法是通过模板卷积的方式对敏感场灵敏度进行邻域平均,降低靠近极板区域的灵敏度,提高管道中心区域的灵敏度,部分消除了因敏感场不均匀对图像重建质量的影响,提高图像重建精度。仿真结果表明,该算法在图像重建精度和收敛速度上均优于传统的Landweber图像重建算法。 展开更多
关键词 电容层析成像 Landweber图像重建算法 灵敏度 均值滤波
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改进牛顿–拉夫逊电阻层析成像图像重建算法 被引量：15
10
作者 肖理庆 王化祥 徐晓菊 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第8期91-97,154,共7页
为了满足电阻层析成像图像重建算法应用于两相流领域的精度与实时性要求,提出一种改进牛顿–拉夫逊算法。针对牛顿–拉夫逊算法局部收敛的特点,将线性反投影算法成像结果作为新算法初始电阻率分布估计值,并利用基于改进粒子群算法的平... 为了满足电阻层析成像图像重建算法应用于两相流领域的精度与实时性要求,提出一种改进牛顿–拉夫逊算法。针对牛顿–拉夫逊算法局部收敛的特点,将线性反投影算法成像结果作为新算法初始电阻率分布估计值,并利用基于改进粒子群算法的平衡法对海森矩阵进行预处理,降低条件数。同时在新算法迭代过程中,当振荡次数超过设定值时,采取自动更新灵敏度矩阵的策略。仿真与实验结果表明,与线性反投影算法、兰德韦伯算法及简化牛顿–拉夫逊算法相比,新算法降低了图像重建误差,有效提高了图像重建质量;而与标准牛顿–拉夫逊算法相比,新算法在满足成像精度前提下,避免了每次迭代均需更新灵敏度矩阵的缺点,提高了算法收敛速度。 展开更多
关键词 电阻层析成像 图像重建算法 牛顿–拉夫逊算法 粒子群算法 海森矩阵 灵敏度矩阵
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层析成像图像重建算法综述 被引量：20
11
作者 阎春生 廖延彪 田芊 《中国光学》 EI CAS 2013年第5期617-632,共16页
介绍了层析成像技术的图像重建算法,并从正向问题数学模型的简化和反向问题数学模型的映射结构的角度比较了各种算法的特点和优劣。研究表明:用本质是线性算法的各种变换方法重建图像存在严重失真,而卷积滤波的引入可以使变换方法的重... 介绍了层析成像技术的图像重建算法,并从正向问题数学模型的简化和反向问题数学模型的映射结构的角度比较了各种算法的特点和优劣。研究表明:用本质是线性算法的各种变换方法重建图像存在严重失真,而卷积滤波的引入可以使变换方法的重建效果有所改善;基于导数搜索的迭代算法对初始值依赖性强、收敛速度慢并且容易陷入局部最优解;基于Fourier变换的方法具有本质的局限性;小波变换则可以同时刻画图像时域和频域的细节特征;有限元法通过重建对象像素的智能划分可以简化正问题的复杂性;而具有物理背景的蒙特卡罗法、模拟退火法、遗传算法、粒子滤波法及神经网络法更适合于复杂且非线性的图像重建;智能化、仿生化、并行化以及各种算法的融合是层析成像图像重建算法的发展趋势。 展开更多
关键词 层析成像 图像重建算法 多相流
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多相流测量用动态电容层析成像图像重建算法 被引量：12
12
作者 刘靖 王雪瑶 刘石 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期2355-2362,共8页
提出了融合ECT测量信息和被测对象动态演化信息的新型图像重建模型;基于Tikhonov正则化方法,建立一个同时考虑了ECT测量信息、被测对象动态演化信息、时间与空间约束的新型图像重建目标泛涵,将图像重建问题转化为最优化问题;提出了集成... 提出了融合ECT测量信息和被测对象动态演化信息的新型图像重建模型;基于Tikhonov正则化方法,建立一个同时考虑了ECT测量信息、被测对象动态演化信息、时间与空间约束的新型图像重建目标泛涵,将图像重建问题转化为最优化问题;提出了集成分裂Bregman迭代法优势的新型算法求解该目标泛涵。数值仿真结果表明,所提出的图像重建算法其图像重建质量均优于OIOR算法、STR算法及PLI算法;同时由于所提出的图像重建算法同时考虑了测量数据和重建模型的不精确性,其抵抗测量噪声的能力得以提高。 展开更多
关键词 多相流 电容层析成像 图像重建算法 动态重建
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改进Landweber预迭代ERT图像重建算法 被引量：10
13
作者 肖理庆 王化祥 厉丹 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第23期118-125,1,共8页
由于电阻层析成像问题本身严重病态,导致重建图像分辨率较低。为了提高重建图像精度,提出一种改进Landweber预迭代图像重建算法。首先,利用改进粒子群算法离线优化灵敏度矩阵,改善其病态程度,同时缩小满足算法收敛条件的增益因子取值范... 由于电阻层析成像问题本身严重病态,导致重建图像分辨率较低。为了提高重建图像精度,提出一种改进Landweber预迭代图像重建算法。首先,利用改进粒子群算法离线优化灵敏度矩阵,改善其病态程度,同时缩小满足算法收敛条件的增益因子取值范围;再设置4种典型流型,计算算法重建图像与其相关系数的平均值,并将平均值作为适应度函数,利用改进粒子群算法离线选择Landweber预迭代算法增益因子,并将改进算法应用于两相流典型流型与复合流型图像重建。实验结果表明,相同实验条件下,与在线预迭代(offline iteration online reconstruction,OIOR)算法、经验选择增益因子Landweber预迭代算法相比,新算法有效提高了图像重建质量,而与修正牛顿-拉夫逊算法相比,在不影响成像精度的前提下,提高了算法实时性。 展开更多
关键词 电阻层析成像 病态 图像重建算法 灵敏度矩阵 增益因子 相关系数
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用于电容层析成像的一步稳定图像重建算法 被引量：7
14
作者 熊小芸 唐磊 王超 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第11期1982-1986,共5页
本文提出一种基于Landweber迭代的电容层析成像系统一步稳定图像重建算法。该算法通过构建压缩算子可以克服传统Landweber迭代方法存在的半收敛性,得到稳定的重建图像。同时该算法的矩阵算子可以预先计算,然后通过一步矩阵运算实现图像... 本文提出一种基于Landweber迭代的电容层析成像系统一步稳定图像重建算法。该算法通过构建压缩算子可以克服传统Landweber迭代方法存在的半收敛性,得到稳定的重建图像。同时该算法的矩阵算子可以预先计算,然后通过一步矩阵运算实现图像重构。实验结果表明,该算法可保证重建图像的实时性和鲁棒性。 展开更多
关键词 电容层析成像 Landweber迭代 半收敛性 一步图像重建算法 鲁棒性
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最小交叉熵图像重建算法 被引量：5
15
作者 王化祥 王琦 郝魁红 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第12期2574-2579,共6页
CT技术通过扫描和图像重建算法,获取被检物场断层图像。由于具有非侵入性、可视化等特点,该技术在工业领域获得广泛应用。为了提高CT系统重建图像的分辨率,提出一种信息扩充策略,并以此为基础采用两种最小交叉熵算法——MAP和SMART,对... CT技术通过扫描和图像重建算法,获取被检物场断层图像。由于具有非侵入性、可视化等特点,该技术在工业领域获得广泛应用。为了提高CT系统重建图像的分辨率,提出一种信息扩充策略,并以此为基础采用两种最小交叉熵算法——MAP和SMART,对多相流CT系统进行图像重建。与传统ART算法相比,最小交叉熵算法有效提高了重建图像的分辨率,减少重构图像伪影。仿真和实验结果表明,基于信息扩充的SMART算法不仅改进了重建图像质量,而且提高了实时性。 展开更多
关键词 CT 图像重建算法 信息扩充 最小交叉熵
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电容层析成像中图像重建算法评述 被引量：8
16
作者 张惠良 荣冈 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期325-330,共6页
电容传感器具有非侵入、响应快、低成本、测量范围宽及易于安装等特点,在多相流在线检测中具有良好的发展前景。 电容层析成像中图像的重建算法与技术,是其在工业实际中得以应用的关键。近年来在图像重建方面的研究取得了较大的进 展,Ti... 电容传感器具有非侵入、响应快、低成本、测量范围宽及易于安装等特点,在多相流在线检测中具有良好的发展前景。 电容层析成像中图像的重建算法与技术,是其在工业实际中得以应用的关键。近年来在图像重建方面的研究取得了较大的进 展,Tikhonov正则法,基于LBP迭代法、Landweber迭代法、同步迭代法及神经元网络法等对图像重建精度比LBP方法都有 了明显的提高,但其重建速度有待于进一步提高以适应在线应用。 展开更多
关键词 电容层析成像 图像重建算法 神经元网络 在线应用 电容传感器 同步 安装 LBP 适应 器具
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代数神经网络电阻层析成像图像重建算法 被引量：7
17
作者 张彦俊 陈德运 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2009年第32期19-21,共3页
两相流体具有复杂性的流动特性,图像重建的精度是两相流参数准确测量的基础。针对电阻层析成像系统存在的软场特性、强非线性和不适定性,使得重建的图像质量差、计算时间长等问题,基于代数运算的神经网络,给出了一种基于代数神经网络电... 两相流体具有复杂性的流动特性,图像重建的精度是两相流参数准确测量的基础。针对电阻层析成像系统存在的软场特性、强非线性和不适定性,使得重建的图像质量差、计算时间长等问题,基于代数运算的神经网络,给出了一种基于代数神经网络电阻层析成像图像重建算法。该算法通过建立代数神经网络,以测量的边界电压值作为神经网络的输入,将图像重建转变为一个严格对角占优的线性方程组的求解问题,以达到图像快速、准确的重建目的。通过实验仿真分析,该方法具有收敛速度快、代价低和误差小等特点。 展开更多
关键词 电阻层析成像 两相流 图像重建算法 代数神经网络
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MNR图像重建算法中正则化因子研究 被引量：2
18
作者 肖理庆 王化祥 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2011年第21期13-16,共4页
为了提高电阻层析成像图像重建算法求解逆问题精度,对修正牛顿-拉夫逊算法中正则化因子进行了研究。借鉴改进粒子群算法中惯性权重递减策略,根据算法迭代过程中成像精度,自动更新正则化因子的最大值,提出一种新的改进牛顿-拉夫逊图像重... 为了提高电阻层析成像图像重建算法求解逆问题精度,对修正牛顿-拉夫逊算法中正则化因子进行了研究。借鉴改进粒子群算法中惯性权重递减策略,根据算法迭代过程中成像精度,自动更新正则化因子的最大值,提出一种新的改进牛顿-拉夫逊图像重建算法,应用于两相流典型流型——层状流、泡状流、环状流、中心流及复合流型图像重建。仿真实验结果表明,相同实验条件下,相比迭代线性反投影算法、修正牛顿-拉夫逊算法,新算法有效提高了图像重建精度。 展开更多
关键词 电阻层析成像 图像重建算法 修正牛顿-拉夫逊算法 正则化因子 粒子群算法 惯性权重
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ERT技术图像重建算法研究 被引量：4
19
作者 余金华 《计量学报》 CSCD 北大核心 2011年第5期436-440,共5页
两相流参数测量中，电阻层析成像技术的图像重建算法可归为两大类，即直接法和迭代法。对常用的几种图像重建算法进行了比较性研究，结果表明：直接法速度快，但重建图像质量不理想，仅可作定性分析；迭代法总体上说重建图像质量较高，... 两相流参数测量中，电阻层析成像技术的图像重建算法可归为两大类，即直接法和迭代法。对常用的几种图像重建算法进行了比较性研究，结果表明：直接法速度快，但重建图像质量不理想，仅可作定性分析；迭代法总体上说重建图像质量较高，但速度较慢。当增加像素数以提高重建图像分辨率时，直接法重建图像耗时增量较小，迭代型算法中改进的Newton-Raphson算法、BFGS算法由于目标函数的Hessian矩阵维数增加，计算时间大大增加，而改进的BFGS算法因简化了Hessian矩阵及其逆矩阵的计算，时间增量则较小。 展开更多
关键词 计量学 电阻层析成像 图像重建算法 两相流
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一种有效的电阻抗成像的图像重建算法 被引量：2
20
作者 宫莲 黄平 刘茵 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 1991年第3期149-159,共11页
电阻抗成像技术正取得进展,并开始用于人体诊断。电阻抗成像的优点是对人体无害及其硬件远比X射线层析成像(X-CT)低廉,是一项需引起重视的科研课题。 本文提供了一种基于低频电流场灵敏度矩阵研究的迭代方法作为图像重建算法,并取得了... 电阻抗成像技术正取得进展,并开始用于人体诊断。电阻抗成像的优点是对人体无害及其硬件远比X射线层析成像(X-CT)低廉,是一项需引起重视的科研课题。 本文提供了一种基于低频电流场灵敏度矩阵研究的迭代方法作为图像重建算法,并取得了令人满意的计算机模拟结果。 展开更多
关键词 电阻抗成像 图像重建算法
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