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题名随机扰动优化和多模型融合的目标密度非线性重建
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作者
许金鑫
李庆武
管志强
王肖霖
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机构
南京船舶雷达研究所
河海大学物联网工程学院
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出处
《光子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第3期62-75,共14页
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基金
国家自然科学基金(No.U1830105)。
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文摘
针对高能闪光X射线图像线性重建结果受系统模糊影响的问题,提出一种随机扰动优化和多模型融合的非线性重建算法。构建非线性正向模型并推导相应的雅可比矩阵形式,结合贝叶斯理论考虑该反演问题的求解及不确定量化,引入基于弱信息先验的超参数构建非线性分层贝叶斯模型。通过加速求解随机扰动的优化问题对条件分布进行采样,结合雅可比矩阵投影约束该优化问题的求解,并设计目标参数的提议分布以减小样本统计偏差。此外,提出一种多模型融合策略,在最小方差准则下融合线性与非线性贝叶斯模型的样本值,提高样本估计效率的同时确保重建结果呈现清晰的边缘和较高的精度。实验结果表明,该算法可以有效抑制系统模糊及噪声的影响,相比于线性重建算法可以得到更加准确的重建结果。
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关键词
高能闪光X射线照相
非线性重建
随机扰动优化
多模型融合
不确定度量化
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Keywords
High energy flash X-radiography
Nonlinear reconstruction
Randomly perturbed optimization
Multi-models fusion
Uncertainty quantification
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分类号
TP391
[自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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题名单视角CT非线性图像重建不确定度量化研究
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作者
唐志鹏
管永红
景越峰
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机构
中国工程物理研究院流体物理研究所
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出处
《强激光与粒子束》
北大核心
2025年第5期119-131,共13页
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文摘
闪光照相技术可以对快速物理过程进行诊断,但由于是瞬时照相,获得的投影数量稀少。考虑视角典型受限(即一个视角)的情况下,CT图像重建不确定度量化方法的研究。目前的单视角CT图像重建不确定度量化方法通常假设在线性光程方程中含有高斯噪声的模型,但这种物理模型过于简化。从朗博比尔定律(Lambert-Beer’s law)出发,构建了关于透射率的指数衰减方程及其高斯噪声项,得到更合理的非线性图像重建模型,推导得到相应的非线性后验概率密度函数,然后利用RTO算法以及Gibbs算法对该后验概率进行抽样,通过统计抽样样本得到图像重建的平均值及其不确定度。为了验证新方法的有效性,给出了模拟数据,并与基于光程方程的线性图像重建结果进行了对比,结果表明基于透射率方程的非线性图像重建方法具有更好的不确定度估计潜力。
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关键词
非线性图像重建
单视角CT
不确定度量化
贝叶斯推理
马尔可夫链蒙特卡罗
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Keywords
nonlinear image reconstruction
single-view CT
uncertainty quantization
Bayesian inference
Markov chain Monte Carlo
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分类号
TP391
[自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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